【正文】 e BER M I M O O F D M 3 x 3 圖 MIMOOFDM 的 BER 曲線 對(duì)比 SISO 系統(tǒng)和 MIMO 系統(tǒng)下 OFDM的 BER 曲線發(fā)現(xiàn)，在相同 SNR 下， MIMO系統(tǒng)的誤碼率可近似達(dá)到 SISO 條件 下的誤碼率。循環(huán)前綴長(zhǎng)度為十，發(fā)射天線兩個(gè)，接收天線兩個(gè)。 最后，由空時(shí)編碼原理出發(fā)，提出基于 STBC 的 MIMOOFDM系統(tǒng)并對(duì)其性能進(jìn)行了仿真。而本課題只研究了 STBC 編碼方式。最后，我要感謝我的父母、同學(xué)，在他們的關(guān)懷鼓勵(lì)下，我始終保持著積極向上的心態(tài)。 %cll=zeros(1,max_snr+1)。 plot(0:max_snr,c21,39。 legend(39。) ylabel(39。 log2M=log2(M)。 N_path=6。 NOISE=fft(noise,N_sym)。 end for n=1:len_SNR count(n)=count(n)+1。 % H*H39。 %multiply received signal with weights fdefk=sum(conj(Wk).*Rx((k1)*L+1:k*L,:), 1)。 BERk(:,n)=BERk(:,n)+sum(abs(error).^2,2)。 hold on。 xlabel(39。 cp_length=10。2+j 1+j 0。 Nr=2。 coj_mt(con_ro,abs(real(O(con_ro,con_co))))=imag(O(con_ro,con_co))。 snr_min=3。 SNR n_err_sym=zeros(1,Nr)。 data_buf=pskmod(de_data,M_psk,0)。 end XX=zeros(co_time*carrier_count,Nt)。 baseband_out=round(rand(baseband_out_length,bits_per_symbol))。)。 tx_training_symbols=training_symbol(Nt,carrier_count)。 co_x(abs(real(O(con_ro,con_co))),1)=co_x(abs(real(O(con_ro,con_co))),1)+1。0 x3* x2*] co_time=size(O,1)。 %Alamouti Scheme [x1 x2。 南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 carrier_count=100。Average BER39。bo39。 end。 Wk=invP1*reshape(Hfk,L*N_sym,1)。 Ri=Hfi*Hfi39。 for ii = 1:K HD((ii1)*L+1:ii*L,i)=Hi((ii1)*L+1:ii*L)*Di(ii)。 H=fft(h,N_sym)。 N0_dB=10*log10(K*Es)SNR_dB。 L=1。,2) xlabel(39。)。 c151=zeros(1,max_snr+1)。 clf。在此，我首先要感謝我的指導(dǎo)老師許藝瀚，在他的點(diǎn)撥下我明確了自己的研究目標(biāo)和具體實(shí)踐方法，每當(dāng)遇到困難，老師總是認(rèn)真負(fù)責(zé)地解答我的疑惑，并及時(shí)督促我在每個(gè)階段應(yīng)該完成哪些任務(wù)，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)有很大幫助。此外，系統(tǒng)也會(huì)隨著不同的空時(shí)編碼方式產(chǎn) 生變化。在相同 SNR下，對(duì)比 OFDM 在 SISO 下和 MIMO 下的誤比特率，發(fā)現(xiàn)非常接近。 空時(shí)編碼I F F TI F F TI F F T. . .M I M O頻 率選 擇 性衰 落空時(shí)譯碼F F TF F TF F T. . .接 收天 線 1接 收天 線 2接 收天 線 M發(fā) 射天 線 1發(fā) 射天 線 2發(fā) 射天 線 N圖 基于 STBC 的 MIMOOFDM 的系統(tǒng)框圖 同樣，利用 Matlab 對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行仿真。每個(gè)發(fā)送天線對(duì)應(yīng)有 L 條信道。當(dāng) SNR 一定時(shí)， Tx 數(shù)目或 Rx 數(shù)目的增加，都能帶來信道容量的增加。 R=eye(Nr*Nt)。在實(shí)際仿真過程中，限于條件，現(xiàn)實(shí)生活 中的信道通常采用幾種常用的信道來模擬，如加性高斯白噪聲信道、多徑瑞麗衰落信道等。然后，再將調(diào)制所得到的符號(hào)進(jìn)行空時(shí)編碼，最后的并行發(fā)射 由天線進(jìn)行。不同的衰落信道，所配備的衰落系數(shù)也不相同。 圖 QPSK 信號(hào)矢量圖 本文中采用 B 方式，把構(gòu)成雙比特碼元的前一信息比特用 I 表示，后一信息比特用 Q 表示，從而實(shí)現(xiàn) IQ 分路。在 Matlab 中串并 轉(zhuǎn)換的具體實(shí)現(xiàn)方法有很多，在本課題中用 reshape 函數(shù)和 for 循環(huán)來實(shí)現(xiàn)。最后，將調(diào)制后的數(shù)據(jù)發(fā)射到信道。同樣為了滿足子載波間的正交性，對(duì)于 OFDM，設(shè)相鄰子載波的頻率間隔為 1/T， T 是符號(hào)的持續(xù)時(shí)間，任意一對(duì)子載波的內(nèi)積應(yīng)該滿足 ??? ????? ?2121022 011 21 kk kkdteeT TtTkjtTkj ?? （ 23) 解調(diào)式 23 中 的第 j 個(gè)子載波，接著在時(shí)間長(zhǎng)度 T 內(nèi)進(jìn)行積分，即： PS/ ? 信道積分積分積分SP/0d1d1?Ndtje0?tje1?tjNe1?? tjNe 1???tje1??tje0??)(ts0?d1?d1??Nd南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 ? ? ? ?? ?10101 2 e x p 21 2ssssNtTj s i stiN tTi s jtijid e x p j t t d j t t d tT T Tijd e x p j t t d t dTT??????? ??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ????? ? ???????? ? (24) 根據(jù)式 24，符號(hào) kd 可由第 j 個(gè)子載波解調(diào)恢復(fù)得到。第四章歸納本課題研究?jī)?nèi)容，分析本課題中存在的缺陷以及展望今后可能進(jìn)行的工作。在國(guó)外， DLink、Intel、 Atheros 與 Broad 等公司先后發(fā)布了各自的 MIMOOFDM 的芯片組，歐盟啟動(dòng)了 STINGRAY 項(xiàng)目， 致力于室外寬帶無線接入的正交頻分復(fù)用演示系統(tǒng)的研究 [5]。 MIMO 研究概況 早在 1908 年， Marconi 就已經(jīng) 提出了有關(guān) MIMO 技術(shù) 的觀點(diǎn)， 他認(rèn)為MIMO 技術(shù)可以用來實(shí)現(xiàn)抗衰落。 1966 年， 發(fā)表文章《 Orthogonal Frequency Multiplex Data Transmission System》 提出了傳輸信號(hào)通過一個(gè)帶寬受限的信道時(shí)無 ISI 和 ICI 的原理。 然而， MIMO 技術(shù)也存在缺陷，由于接收端接收到的 信號(hào)實(shí)質(zhì)上是多路信號(hào)互相重疊形成的，因此，不同時(shí)刻信號(hào)間在頻率選擇性信道中會(huì)出現(xiàn)碼間干擾現(xiàn)象，導(dǎo)致頻率選擇性衰落 [2]。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 題 目 : 基于 MATLAB 的 MIMOOFDMA 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 學(xué) 院 : 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) : 電子信息工程 班 級(jí) : 學(xué) 號(hào) : 學(xué)生姓名： 指 導(dǎo)教師 : 職稱 : 副教授 二○一六年 五 月 十八 日 基于 MATLAB 的 MIMOOFDMA 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 摘 要 在信息時(shí)代的快速發(fā)展形勢(shì)下，產(chǎn)生了越來越多的業(yè)務(wù)需求，用戶對(duì)通信系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。 多輸入多輸出（ MIMO）技術(shù)可以在無線信道上成倍地增大信道容量，它的另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，即降低了誤比特率，并且這些優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)不需要提高發(fā)射功率或者增加信號(hào)帶寬，高效地將空間資源轉(zhuǎn)換為頻譜資源。 不久之后，該技術(shù)就被應(yīng)用到了多種高頻軍事通信系統(tǒng)中，南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 這極大的促進(jìn)了 OFDM 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí)也是長(zhǎng)期演進(jìn)（ Long Term Evolution， LTE）技術(shù)中的三大關(guān)鍵技術(shù)之一，目前已在 4G LTE 技術(shù)中得到試用，預(yù)計(jì)仍然會(huì)作為未來 5G 中主要的調(diào)制技術(shù) 。 MIMOOFDM 研究概況 目前，對(duì)于 MIMOOFDM 技術(shù)的應(yīng)用正在逐步增加。使用 Matlab 仿真不同數(shù)量的收發(fā)天線下 MIMO 系統(tǒng)所具備的信道容量，然后分析加上空時(shí)編碼后 本 系統(tǒng)的性能。 圖 OFDM 基本模型框圖 眾所周知，對(duì)于任意兩個(gè)函數(shù) )(1tS 和 )(2tS ，如果有 ? ?T dttStS0 21 0)()(，則表示函數(shù) )(1tS 和 )(2tS 在區(qū)間（ 0， T）上正交。通過傅里葉反變換，將頻域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)據(jù)，插入保護(hù)間隔后進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換。所以，串并轉(zhuǎn)換是實(shí)現(xiàn) OFDM 系統(tǒng)必不可少的過程。如下圖 所示。,3,2,1 ?? ?? ）表示第 i 個(gè)發(fā)射天線與第 j 個(gè)接收天線之間的信道衰落矩陣。 星 座 映 射 編 碼調(diào) 制調(diào) 制天 線 2*1 1 2()X x x??*2 2 1()X x x?? ?12xx二 進(jìn) 制 信 息比 特 序 列天 線 1 圖 Alamouti 空時(shí)編碼方案 南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 首先，需要對(duì)信源發(fā)送的二進(jìn)制信息比特進(jìn)行星座映射而得到調(diào)制符號(hào) 1x 和 2x 。 電磁波在傳輸過程中由于受到發(fā)射端與接收端之間許多障礙物的反射、繞射和散射等物理現(xiàn)象的影響導(dǎo)致無線信道是動(dòng)態(tài)而不可預(yù)測(cè)的，從而增加了分析無線通信系統(tǒng)的難度 [11,12]。 %瑞利信道矩陣函數(shù) function H=RayleighCH(Nr,Nt) H=zeros(Nr,Nt)。 0 5 10 15 20 25 30012345678S N R ( d B )信道容量（ b/s/Hz）S I S O 信道容量 1 T x 1 R x 圖 SISO 信道容量 南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 0 5 10 15 20 25 30024681012S N R ( d B )信道容量（ b/s/Hz）不同數(shù)量天線 M I S O 信道容量 2 T x 1 R x4 T x 1 R x8 T x 1 R x 圖 不同天線 MISO 信道容量 0 5 10 15 20 25 3001020304050