【正文】 帶資源變得愈來愈重要，高速效率地使用數(shù)量稀少的通訊條件已經(jīng)變成了無線通訊技能變化的關(guān)注點。我國踴躍投身于中國，日本和韓國(CJK)準(zhǔn)則的共同項目。同時，在全球?qū)拵б苿油ㄐ诺难芯浚覀円步M織相關(guān)的研究，并積極參與國際交流和標(biāo)準(zhǔn)化工作。日本 NTT DoCoMo 公司在 2022 年的外場試驗選用 OFDM 技能，在 100MHZ 帶寬中抵達(dá)了 100Mbits/s 數(shù)據(jù)傳輸速度，表現(xiàn)出了OFDM/MIMO 技能在供應(yīng)高的帶寬傳輸和岑嶺速度方面的巨強本領(lǐng)。包括相關(guān)的數(shù)學(xué)，物理，無線電工程，也是通信理論、信號處理、無線資源管理和其他方面的理論積累?；凇耙苿油ㄓ崒拵Щ钡恼J(rèn)識以及應(yīng)答“寬帶接入移動化”挑釁的要求，3GPP 起頭了“長期演進(jìn)”的過程[3]。在眾多 4G 標(biāo)準(zhǔn)中,LTE 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)占據(jù)了一個舉足輕重的位置。這個版本也被稱為 LTEAdvanced，并有很多的傳輸速率的提高，等等。從 2G 開始,移動通信系統(tǒng)開始了第一次重大變革，引入了數(shù)字化的概念。第 4 章是 MIMO 信道建模，并分別對 SISO,SIMO,MISO 系統(tǒng)進(jìn)行仿真。第 3 章主要介紹了無線衰落信道的基本特征，小尺度衰落影響著本地區(qū)域接收機天線上的時延和信號電平動態(tài)衰落范圍。研究表明，多天線的 MIMO 技術(shù)可以在不增加系統(tǒng)帶寬和天線總發(fā)送功率的情況下，充分使用空間資源，有效的對抗無線信道的衰落，大大提高系統(tǒng)的信道容量和頻譜利用率。 derived and described the frequency selective of multipath fading and the parameters of channel response timevarying characteristics。本論文調(diào)查研究了 4G LTE 物理層的 MIMO技術(shù)，包括 LTE 體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和幀結(jié)構(gòu)等。首先不加多帶寬，其次不增加分外發(fā)射功率的前提條件下，信息的傳輸可以實現(xiàn)高速率，因而在有限的頻率帶寬上可以完成更高速度信息傳輸?shù)囊螅@對稀缺的頻譜資源的解決方案提供了強有力的技術(shù)條件，因此具有廣闊的應(yīng)用前景的移動通訊體系。查閱相關(guān)文獻(xiàn)，研究發(fā)生頻率選擇性衰落時間選擇性衰落和空間選擇性衰落的條件，以及慢衰落和快衰落的概念，同時完成此部分論文。 工作思路和方案（怎么做） MIMO 球形譯碼檢測算法性能，主要的技術(shù)指標(biāo)如下：信道容量：它代表每秒或每個信道符號能傳送的最大信息量，或者說小于這個數(shù)的信息率必能在此信道中無錯誤地傳送。目前的研究主包括兩個方面：一方面是對MIMO 信道衰落空時統(tǒng)計特性的測量和理論分析；一方面是對 MIMO 信道建模方法的研究。最初對MIMO 系統(tǒng)性能的研究與仿真通常都是在獨信道的假設(shè)下進(jìn)行的，這與實際的 MIMO 信道大多數(shù)情況下具有一定的空間相性是不太符合的。MIMO 系統(tǒng)發(fā)明之后，在短短幾年內(nèi)被廣泛應(yīng)用，其優(yōu)勢在于潛在容量巨大，且隨著收發(fā)天線數(shù)目較小的一方呈線性增長。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）題 目： 基于 MATLAB 的 MIMO 系統(tǒng)信道容量 及性能分析 畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信聲明書本人聲明：本人所提交的畢業(yè)論文《基于 MATLAB 的 MIMO 系統(tǒng)信道及其性能分析》是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立研究、寫作的成果，論文中所引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注；對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。該技術(shù)催生了許多先進(jìn)通信技術(shù)，被認(rèn)為是解決未來無線通信領(lǐng)域信道容量和頻譜傳輸速率的的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而，MIMO 系統(tǒng)大容量的實現(xiàn)和系統(tǒng)其它性能的提高以及 MIMO 系統(tǒng)中用的各種信號處理算法的性能優(yōu)劣都極大地依賴于 MIMO 信道的特性，特別是個天線之間的相關(guān)性。 前期基礎(chǔ)（已學(xué)課程、掌握的工具，資料積累、軟硬件條件等）已學(xué)課程：線性代數(shù) A，概率論與隨機過程 B，基于 Simulink 的通信系統(tǒng)，信號分析仿真，數(shù)字信號處理 A，信息論與編碼 A，數(shù)字信號處理器原理 B，數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)計，信號檢測與估值，軟件無線電掌握工具：VC++ 和 visual studio 編譯器，Matlab資料積累： MATLAB LTE 物理層的 MIMO 技術(shù)、SIMO、MISO、MIMO 系統(tǒng)在慢衰落瑞利信道條件下的信道容量表達(dá)式進(jìn)行理論推導(dǎo) 系統(tǒng)信道容量的分析和計算機仿真軟件條件：Windows 系統(tǒng) ,matlab硬件條件：PC 機一臺（為軟件提供基礎(chǔ)）要解決的問題（做什么） MIMO 無線衰落信道模型和衰落統(tǒng)計特性的研究是設(shè)計空時處理和編碼法、進(jìn)行 MIMO無線鏈路性能仿真和系統(tǒng)容量評估的首要問題。因此，如何構(gòu)建準(zhǔn)確的 MIMO 信道模型來仿真現(xiàn)實的信道環(huán)境成為目前研究的重點。，了解無線衰落信道的基本特征，分析無線通信系統(tǒng)的大尺度衰落和小尺度衰落的類型，同時完成此部分論文。 指導(dǎo)教師意見簽字： 2022 年 3 月 30 日西 安 郵 電 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )成 績 評 定 表學(xué)生姓名 易海博 性別 男 學(xué)號 03102085 專 業(yè)班 級 電科 1003 班課題名稱 基于 MATLAB 的 MIMO 系統(tǒng)信道容量及其性能分析指導(dǎo)教師意見 評分（百分制）： 　 　 　 　 指導(dǎo)教師 (簽字 )： 　 　 　 　 　 　 　 　 　 年 　 月 　 日評閱教師意見 評分（百分制）： 　 　 　 評閱教師 (簽字 )： 　 　 　 　 　 　 　 　 年 　 月 　 日驗收小組意見 評分（百分制）： 　 　 　 驗收教師 (組長 )(簽字 )： 　 　 　 　 　 　 　 　 　 年 　 月 　 日答辯小組意見 評分（百分制）： 答辯小組組長 (簽字 )： 　 年 月 日評分比例 指導(dǎo)教師評分 20(％ ) 評閱教師評分 30(％ ) 驗收小組評分 30(％ ) 答辯小組評分 20(％ )學(xué)生總評成績百分制成績 等級制成績答辯委員會意見畢業(yè)論文 (設(shè)計 )最終成績 (等級 )： 學(xué)院答辯委員會主任 (簽字 )： 年 月 日頁碼為阿拉伯?dāng)?shù)字，引言為第一頁目錄摘要 IABSTRACTII引言 11　 緒論 2　 選題背景 2　 LTE 的研究背景 2　 MIMO 的研究意義 3　 論文的主要工作和貢獻(xiàn) 42　 LTE 系統(tǒng)介紹 5　 LTE 的關(guān)鍵技術(shù) 5　 LTE 系統(tǒng)和物理層相關(guān)的性能指標(biāo) 5　 多載波技術(shù) 5　 LTE 的工作方式 6　 FDD 雙工方式 6　 TDD 雙工方式 6　 HFDD 雙工方式 7　 無線幀結(jié)構(gòu) 8　 幀結(jié)構(gòu)類型 1 8　 幀結(jié)構(gòu)類型 2 9　 LTE 的關(guān)鍵技術(shù) MIMO 10　 MIMO 系統(tǒng)的概念 10　 MIMO 系統(tǒng)常見的幾種傳輸模式 11　 MIMO 系統(tǒng)的優(yōu)點 123　 無線衰落信道的基本特征 14　 大尺度衰落 14　 路徑損耗 14　 陰影衰落 14　 小尺度衰落 15　 頻率選擇性衰落 15　 時間選擇性衰落 15　 空間選擇性衰落 15　 Rayleigh 和 Rice 衰落 17　 本章小結(jié) 184　 MIMO 信道建模 19　 信道容量的分類 19　 發(fā)送端未知信道 CSI 時 MIMO 信道容量 21　 SISO、SIMO 和 MISO 信道容量 23　 單輸入單輸出 SISO 系統(tǒng) 23　 單輸入多輸出 SIMO 系統(tǒng) 24　 多輸入單輸出 MISO 系統(tǒng) 255　 結(jié)束語 28致謝 29參考文獻(xiàn) 30I摘要近年來，隨著無線通信的迅猛發(fā)展，多輸入多輸出(Multiple．Input Multiple．Output，MIMO)技術(shù)已逐漸成為核心技能之一。LTE 物理層的 MIMO 技術(shù)使了用空間的自由度，在發(fā)射端和接收端采納多天線技術(shù)，充分發(fā)掘了潛在的空間資源，能夠在不增添頻率資源和天線發(fā)射功率的條件下，成倍的升高系統(tǒng)的頻帶利用率和吞吐量。關(guān)鍵字：多輸入多輸出；衰落 IIABSTRACTMIMO(MultipleInput MultipleOutput)technology is one of the key technologies to realize the highspeed broadband wireless munication in the future，with a broad application prospect．However, pared to the conventional singleantenna munication system，the multiantenna application of MIMO encounters with a large number of issues to be examined．The performance of MIMO munication depends largely on the fade characteristics of the radio channels．Hence ，researches on the modeling of the wireless MIMO fading channel and the simulation technology ale needed in order to facilitate the development of the wireless MIMO munication techniques．The MIMO technology of LTE physical layer use the spatial degrees of freedom, and utilize the multi antenna technology at transmitting end and receiving end, fully exploit the space resources, could increase the system bandwidth utilization and throughput doubled in the case of doesn’t increase the frequency and antenna transmit power. This paper studied the MIMO technology of 4G LTE physical layer, including the work structure, key technology and frame structure of LTE system. In this paper, the channel capacity of MIMO system is analyzed and simulated, SISO, SIMO, MISO, MIMO system channel capacity expressions under conditions of the slow fading Rayleigh channel are derived and be analyzed and pared. We also analyzed the basic characteristics and the multipath effect of wireless channel。隨著各種寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和無線通信業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，無線資源，特別是頻譜資源變得越來越緊張，高效地利用有限的通訊資源已經(jīng)成為了無線通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)注所在。第 2 章主要講述了 LTE 的關(guān)鍵技術(shù)和工作方式，無線幀結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù) MIMO，得出 MIMO 系統(tǒng)的優(yōu)點 MIMO 技術(shù)利用多天線配置，充分利用時空資源，改善在衰落信道下的系統(tǒng)容量。文章詳盡描述了瑞利衰落信道模型和萊斯衰落信道模型。其中，第一代的移動通訊系統(tǒng)(也就是 1G)產(chǎn)生在二十世紀(jì)八十年代，僅僅實現(xiàn)了可以通訊的原始要求，這是一種基于模擬的信號方式的移動通信體制。事實上，更確切地說，4G 系統(tǒng)指的是 LTE 系統(tǒng)的 Release10。從 2022 年以后，技能人員對更為優(yōu)越的 LTEA 系統(tǒng)舉行了更深入體系的鉆研，在本來的已經(jīng)妥帖研究LTE 技能的根本基礎(chǔ)之上，通過添加一些先進(jìn)的通信技術(shù)和原有技術(shù)的提高，在速度上相對于原 LTE 系統(tǒng) LTEA 系統(tǒng)的性能有很大的提高，真正根據(jù) 4G 系統(tǒng)的要求完成。在保持蜂窩轉(zhuǎn)移實力的同步要求，3GPP