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基于MATLAB的MIMO系统预编码性能仿真.doc
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基于MATLAB的MIMO系统预编码性能仿真.doc
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摘要
在现今的移动通信系统中,被极多的国际通信标准采纳为根底性关键技术
的 一 种 方 法 是 多 输 入 多 输 出 的 技 术 〔
,〕。无线传输的技术是应用多项发射以及屡次接收天线来进展。
应用 技术的情形下,就算是系统带宽和传输功率没有增加,仍然是能够
显著的增长无线信道容量,它的增长往往是成倍得,譬如 技术。通过
使用 信道而增加的空间复用增益可以改善传输效率,其带来的空间分集
增益也可以增加传输的可靠度。这两种增益的提高分别可以通过改变收发天线
数来实现。
提高通信质量是需要 技术在接收端和发送端配置很多的天线,然后
使信号经过多个接收和发送端。本篇主要探索的是空间复用 系统的线性
预编码及信号检测方法。在发射端通过对传输信号进展预编码操作,不仅可以
有效抑制干扰,还可以简化接收机数据解调的计算复杂度。同时对线性信号检
测与预编码技术方法进展了分别的详细说明。想要验明一下 系统预编码
的性能,借助 这个软件进展验证确定仿真。结果说明,在其他的前提
一样的情形下,以最小均方误差为基准的 算法比简单的线性检测算法
算法,所得误差更小,噪比的变大而减小导致系统传输得可靠程度会跟着变
化。
关键词:信号检测 预编码
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ABSTRACT
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目录
摘要.....................................................................................................................................................1
ABSTRACT........................................................................................................................................2
目录.....................................................................................................................................................3
第一章 绪论........................................................................................................................................4
1.1 研究背景...............................................................................................................................4
1.2 研究现状...............................................................................................................................5
1.3 研究容...................................................................................................................................8
第二章 MIMO 系统信号检测算法...................................................................................................9
2.1 MIMO 系统简介...................................................................................................................9
2.2 无线信道及数学模型.........................................................................................................10
2. 3 MIMO 信道容量................................................................................................................13
2.4 MIMO 检测算法.................................................................................................................15
2.5 本章小节.............................................................................................................................19
第三章 MIMO 预编码技术研究.....................................................................................................20
3.1 系统模型.............................................................................................................................20
3.2 ZF 预编码...........................................................................................................................21
3.3 MMSE 预编码....................................................................................................................22
3.4 本章小节.............................................................................................................................23
第四章 MIMO 预编码算法仿真.....................................................................................................24
4.2MTALAB 简介....................................................................................................................24
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4.2 仿真结果分析.....................................................................................................................25
4.3 本章小结.............................................................................................................................28
第五章 总结......................................................................................................................................29
参考文献...........................................................................................................................................30
致.......................................................................................................................................................32
附录...................................................................................................................................................33
第一章 绪论
1.1 研究背景
自二十世纪八十年,计算机技术和通讯技术在社会的各个方面都获得了巨
大的开展。由这个现象可以看出社会已经迈入了信息时代。无线通讯技术如今
变成了最受欢送且最具有潜力得技艺。该技术如今遍布性很广,几乎每个地方
都离不开它,也是如今最热门的技术。随着无线通信技术愈来愈快的开展,该
技术也逐步趋于成熟,人们对于该技术的要求也高于以往。在移动通信系统中,
被称为应用非单一的发出和承受天线进展的无线传输技术。我们知道
通道信号的空间重复利用增益,使得该系统增加信道容量,进而改善空
间分集增益能够加强的信道传送的坚实水平。此技术可以通过改变收发天线数,
来实现这种增益的提高。因而 对于 系统中是一项很关键的技术。
在无线通信中,更快的传输速率是如今需要解决的主要问题,也就是需要
减少频谱带宽和发射功率。而如今频谱带宽还有发射功率已经接近了饱和,所
以依靠消耗频谱带宽和发射功率来提高传输速率是不可行的。此时,一种新的
无需消耗这两种资源就能提高数据传输速率的技术方法进入研究围,成为了如
今世界通信领域中强聚焦的热点0 无线通信技术。
在新的无线移动通讯系统的开发设计之初,系统性能的主要要求就是提升
所有用户的数据传输速率。在 系统中,23 在 4567 带宽的上
行的目标峰值到达了 8559,其下行目标峰值到达了 :59,而作为在
系统中的 $%$,其对于数字的速度要求进一步增加,它是想要
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将数据传输速率在速度较低的情况下峰值速率为 89,在高速移动情况下,
为 8559。 空间重复利用技术从本质上讲,其实是把单一的速度高
的数据流变换为假设干个速度较低的数据流,进而使这些低速数据流通过独立
的编码调制与发射,由于无线通信中得多径传播效应达得存在,通过它可以使
得加快数据传递速率和频谱利用效率。以此为根底的理想状况下,空间复用技
术无需再附加另外的带宽资源和天线发射功率,就能够到达用增加天线的数量
来增加系统的容量以及速率的目的,而且这种增长关系是某种线性关系。但是
应用 空间复用技术将传输速率提高的,同时带来了数据流之间相互干扰
的问题,这就意味着在信号检测中,空间复用场景的难度大于发射分集等其他
场景。
1.2 研究现状
移动通信在 8;3< 年正式开启了商业用途的大门,经过近三十年的开展至
今全球用户已突破 5 亿。但是受限于频谱资源的并非是无穷无尽的,导致我
们不能自由地使用带宽。基于这种情形,拥有高效的频谱利用率的 系统,
迅速进入了大家的视野,并产生了较大的影响。
早些时期,=# 就与空间分集和系统容量产生很多兴趣而且研究了它
们得关系,在 =#后,# 和 对 对信道的容纳数量进
展探索,他们的探索结果都为 无线通信中的信息论理局部打下了根基。
在 试验的结果中,证明了在发送端还有接收端是能够同时让多根天线进
展传输的,并且能让信道容量增大,还是在不需其它频谱带宽的情况下。这些
研究成果都激起了人们研究这项技术的兴趣。
如图 8(8 的理念是单用户 系统模型,当使用数量是 的发射天线
和数量是 的接收天线,那么该系统能够产生 种传输模式, 系
统的容量也就会得到极大的增加,根本上是成线性增加,与此同时系统带宽的
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pyhm63
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