【正文】 _path)+1i*randn(L*K,N_path))。 K=1。c+39。 南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 參考文獻(xiàn) [1] 樊昌信、曹麗娜 . 通信原理第七版 [M]. 北京 :國防工業(yè) 出版社 , 2021. 1314 [2] 杜文鳳 , 王亞光 . 《基于 Matlab 的 MIMOOFDM 系統(tǒng)信道容量的研究》 [J]. 《軟件》 , 2021, (2): 5355 [3] 劉學(xué)勇 . 詳解 MATLAB/Simulink 通信系統(tǒng)建模與仿真 [M]. 北京 :電子工業(yè)出版社 , 2021. 258264 [4] 梅天鳳 . 《 OFDM 應(yīng)用在短波通信中的信道估計(jì)技術(shù)的研究》 [D]. 華中科技大學(xué) :梅天鳳 , 2021. [5] 曹松景 . 《 MIMOOFDM 系統(tǒng)中信道估計(jì)方法的研究》 [D]. 重慶大學(xué) :曹松景 , 2021. [6] 馮景鋒 , 郭曉強(qiáng) , 全子一 . 《寬帶無線多媒體傳輸新技術(shù) OFDM》 [J]. 《中國數(shù)據(jù)通信》 , 2021, (10): 6366 [7] 李瑋 . 《 MIMO 多天線技術(shù)研究》 [D]. 西安電子科技大學(xué) :李瑋 , 2021. [8] 張雯 . 《多輸入多輸出系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究》 [D]. 西北工業(yè)大學(xué) :張雯 , 2021. [9] 李國彬 . 《移動通信系統(tǒng)中空時網(wǎng)格碼技術(shù)研究》 [J]. 《電子世界》 , 2021, (18): 270270 [10] Alamounti,. A simple transmit diversity scheme for wireless . Areas Commun.,1998, 16(8):14511458. [11] Sklar, Communications:Fundamentals and Applications 2/ Hall,2021. [12]Rappaaport, Communications:Principles and Practice 2/ Hall,2021. 南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 附錄 部分仿真源程序： MIMO 信道容量 clear。 不足與展望 在驗(yàn)證 MIMOOFDM 系統(tǒng)的抗干擾能力時，應(yīng)該對于多種不同的信道進(jìn)行分析，這樣才能更加準(zhǔn)確地評估該系統(tǒng)在不同環(huán)境下的適應(yīng)性，然而，由于本人的能力有限，只在本文中只研究了一種加入高斯白噪聲的多徑瑞麗衰落信道。比特交織后的數(shù)據(jù)進(jìn)行星座圖映射成調(diào)制符號，然后通過空時編碼進(jìn)行進(jìn)一步的分流，進(jìn)過 IFFT 變換將各路數(shù)據(jù)調(diào)制到相應(yīng)的正交子載波上，然后經(jīng) MIMO 信道中的各個發(fā)射天線發(fā)送到無線通信環(huán)境中，接收端的各個天線根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的 步驟進(jìn)行逆處理，同時取出確知的導(dǎo)頻進(jìn)行信道估計(jì)，利用估計(jì)的信道矩陣進(jìn)行空時解碼，獲得調(diào)制后的符號，從而解調(diào)出相應(yīng)的基帶信號，最終恢復(fù)發(fā)送的數(shù)據(jù)。 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 30010203040506070S N R ( d B )信道容量（ b/s/Hz）不同數(shù)量天線 M I M O 信道容量 2 T x 2 R x4 T x 2 R x4 T x 4 R x8 T x 4 R x8 T x 8 R x 圖 不同數(shù)量天線的 MIMO 信道容量對比 南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 對比圖 ， 和 ，我們可以得到以下結(jié)論 : 當(dāng)收發(fā)端天線數(shù)目一定時，信道容量隨著 SNR 的增加而增大。 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)致無線信道是動態(tài)而不可預(yù)測的，從而增加了分析無線通信系統(tǒng)的難度 [11,12]。,3,2,1 ?? ?? ）表示第 i 個發(fā)射天線與第 j 個接收天線之間的信道衰落矩陣。所以，串并轉(zhuǎn)換是實(shí)現(xiàn) OFDM 系統(tǒng)必不可少的過程。 圖 OFDM 基本模型框圖 眾所周知，對于任意兩個函數(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。 MIMOOFDM 研究概況 目前，對于 MIMOOFDM 技術(shù)的應(yīng)用正在逐步增加。 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。 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 : 學(xué) 號 : 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 在信息時代的快速發(fā)展形勢下，產(chǎn)生了越來越多的業(yè)務(wù)需求，用戶對通信系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。 1966 年， 發(fā)表文章《 Orthogonal Frequency Multiplex Data Transmission System》 提出了傳輸信號通過一個帶寬受限的信道時無 ISI 和 ICI 的原理。在國外， 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]。同樣為了滿足子載波間的正交性，對于 OFDM，設(shè)相鄰子載波的頻率間隔為 1/T， T 是符號的持續(xù)時間，任意一對子載波的內(nèi)積應(yīng)該滿足 ??? ????? ?2121022 011 21 kk kkdteeT TtTkjtTkj ?? （ 23) 解調(diào)式 23 中 的第 j 個子載波，接著在時間長度 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 kd 可由第 j 個子載波解調(diào)恢復(fù)得到。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)。不同的衰落信道，所配備的衰落系數(shù)也不相同。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。當(dāng) SNR 一定時， Tx 數(shù)目或 Rx 數(shù)目的增加，都能帶來信道容量的增加。 空時編碼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 對系統(tǒng)的性能進(jìn)行仿真。此外，系統(tǒng)也會隨著不同的空時編碼方式產(chǎn) 生變化。 clf。)。 L=1。 H=fft(h,N_sym)。 Ri=Hfi*Hfi39。 end。Average BER39。 %Alamouti Scheme [x1 x2。 co_x(abs(real(O(con_ro,con_co))),1)=co_x(abs(real(O(con_ro,con_co))),1)+1。)。 end XX=zeros(co_time*carrier_count,Nt)。 SNR n_err_sym=zeros(1,Nr)。 coj_mt(con_ro,abs(real(O(con_ro,con_co))))=imag(O(con_ro,con_co))。2+j 1+j 0。 xlabel(39。 BERk(:,n)=BERk(:,n)+sum(abs(error).^2,2)。 % H*H39。 NOISE=fft(noise,N_sym)。 log2M=log2(M)。 legend(39。 %cll=zeros(1,max_snr+1)。而本課題只研究了 STBC 編碼方式。循環(huán)前綴長度為十，發(fā)射天線兩個，接收天線兩個。 以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在相同 SNR 下， MIMO 系統(tǒng)信道容量最大， SISO 系統(tǒng)最小。 圖 為加入加性高斯白噪聲的信道原理圖。假設(shè)總的發(fā)射功率為 P ，噪聲總功率為 2??M ，每根發(fā)射天線上的發(fā)送功率為 NP/ ，每根接收天線上的信噪比（ signaltonoise ratio， SNR）為 2/?PSNR? ，在未知的 cH （即未知信道的瞬時衰落系數(shù)）的情況下，此時信道容量可以表示為： ?????? ?? HtmHHNSN RIC )de t (l og 2 (211) 式中， ),min( MNm? 。 QPSK 是 MPSK 調(diào)制 中 4?M 的調(diào)制方式，它利用載波的 4 種不同相位來表示數(shù)字信息的調(diào)制方法。 當(dāng) N 的值 很大時， OFDM 的實(shí)現(xiàn) 需依賴于大量的正弦波發(fā)生器、調(diào)制器、解調(diào)器以及濾波器等設(shè)備，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的造價非常高昂，極大的制約了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。例如， 和 （ WiMax）就已經(jīng)成功采納了 MIMOOFDM 技術(shù)，同時它也是下一代蜂窩通信（ 3GPPLTE,移動 WIMAX， IMTAdvanced），廣播（ DAB， DVB， DMB）中的關(guān)鍵技術(shù)，由此可見， MIMOOFDM 技術(shù)在當(dāng)今移動通信系統(tǒng)中發(fā)揮著其巨大的優(yōu)勢，給人們帶來了諸多便利。 1971 年 Weinstein 和 Ebert 通過文章《 Data Transmission by FrequencyDivision Multiplexing Using the Discrete Fourier Transform》提出 把離散傅里葉變換 （ Discrete Fourier Transform， DFT） 應(yīng)用到并行傳輸系統(tǒng)中， 用其實(shí)現(xiàn)多個調(diào)制解調(diào)器的功能，從而使正交頻分復(fù)用只須經(jīng)過基帶處理便可實(shí)現(xiàn)而無需帶通濾波器， 使 OFDM