垂直分層空時(shí)碼檢測(cè)算法創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-10-06 18:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 順序檢測(cè)各 分量改為檢測(cè)具有最大待檢信噪比的分量，并在后續(xù)步驟中消去 H i中的對(duì)應(yīng)行，其余步驟不變 。 三、算法仿真及分析 以上分別討論了 VBLAST系統(tǒng)的兩種檢測(cè)算法，下面對(duì)這兩種算法進(jìn)行了仿真。仿真中假設(shè)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都準(zhǔn)確知道信道的狀態(tài)信息。 ZF算法和 MMSE算法的性能仿真如下： 222jnSj wj?? ???? ?1,1 ??? iMj 6 圖 2 ZF算法和 MMSE算法性能比較 從圖 2中可以看出 MMSE算法在同樣的條件下的性能要優(yōu)于 ZF算法，這與前面分析中提到的 MMSE估計(jì)考慮了天線接收信號(hào)的信噪比有關(guān)。在低信噪比時(shí)， ZF算法因?yàn)闆](méi)有考慮噪聲的影響，所以造成了誤碼嚴(yán)重。 為了比較多天線系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，下面在不同接收天線和發(fā)送天線的條件下，對(duì)采用了ZF 估計(jì)和 MMZE 估計(jì)的算法性能進(jìn)行了仿真。 圖 3 ZF算法性能仿真 7 圖 4 MMSE算法性能仿真 從圖 3和圖 4中可以看出，隨著收發(fā)天線數(shù)目的增加， ZF 算法和 MMSE 算法的性能都有明顯的改善，天線數(shù)目越多，性能改善越明顯。這是因?yàn)槎嗵炀€條件下系統(tǒng)有 分集增益，并且隨著天線數(shù)目的增加，分集增益越大，系統(tǒng)性能改善越明顯。同時(shí)在多個(gè)天線收發(fā)時(shí)，系統(tǒng)有了復(fù)用增益系統(tǒng)的頻譜利用率高。通過(guò)仿真可以看出 VBLAST 系統(tǒng)在提高頻譜利用率的同時(shí)沒(méi)有降低反而提高了系統(tǒng)誤碼率性能，這是應(yīng)用 VBLAST 系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。其次可以比較看出，當(dāng)接收天線數(shù)目大于發(fā)送天線時(shí)，數(shù)目差越大，系統(tǒng)的分集效果越明顯，在實(shí)際應(yīng)用中可以依據(jù)不同的需要來(lái)配置收發(fā)天線的數(shù)目。 8 四、總結(jié) 垂直分層空時(shí)碼 (VBLAST)是一種性能突出、頻譜利用率高且非常簡(jiǎn)便實(shí)用的 MIMO 系統(tǒng)。 VBLAST 系統(tǒng)表現(xiàn)出傳統(tǒng)通信系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法比擬的容量特性，這正是 VBLAST 受到廣泛關(guān)注并具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ闹饕颉? 本文首先推導(dǎo)出了 VBLAST系統(tǒng)的系統(tǒng)模型，然后從系統(tǒng)模型出發(fā)，分析了迫零 (ZF)檢測(cè)算法和最小均方誤差 (MMSE)檢測(cè)算法的步驟和特點(diǎn)，指出同信道干擾和錯(cuò)誤傳播是VBLAST系統(tǒng)性能的主要影響因素。同時(shí)指出， VBLAST系統(tǒng)具有大的系統(tǒng)容量和較高的頻譜利用效率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真，比較了兩種算法的性能和不同天線配置條件下系統(tǒng)的性能，驗(yàn)證了基于 ZF估計(jì)算法和 MMSE算法估計(jì)對(duì)同信道干擾和錯(cuò)誤傳播影響的良好抑制效果，同時(shí)可以看出系統(tǒng)天線數(shù)目增大在頻率利用率和誤碼率性能上都具有更大優(yōu)勢(shì)。 總之，多天線技術(shù)可以有效地抵抗衰落的影響、克服功率和容量極限。不同的多天線技術(shù)使用于不同的通信系統(tǒng)，從發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，可以將多種多天線技術(shù)有效地組合以適應(yīng)多種需求。 于此同時(shí) 各種不同的接收端檢測(cè)算法 ,其中包括經(jīng)典的 ZF、 MMSE 算法以及改進(jìn)的平行檢測(cè)算法等 ,這些檢測(cè)算法是 VBLAST 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其傳輸容量的基礎(chǔ)和保證 ,檢測(cè)算法性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到 VBLAST 系統(tǒng)的應(yīng)用前 景 ,因此目前許多學(xué)者正致力于各種性能優(yōu)化的檢測(cè)算法的研究 ,并逐步將 VBLAST 系統(tǒng)的研究推廣到了實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域 ,使之成為未來(lái)移動(dòng)通信的一個(gè)重要分支。 9 五、參考文獻(xiàn) [1] 《分層空時(shí)碼檢測(cè)算法的研究》，劉寧 ,李穎 ,王新梅， (西安電子科技大學(xué)綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 陜西西安 710071). [2] （澳） Brabka Vucetic,Jinhong Yuan 著，王曉梅等譯，《空時(shí)編碼技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 年 8 月， P164P170. [3] 李小文，李貴勇等 .TDSCDMA 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)、信令及實(shí)現(xiàn) . 人民郵電出版社，2020。 [4] 李世鶴 .TDSCDMA 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) .人民郵電出版社， 2020。 [5] 吳偉陵 ,牛凱 . 《移動(dòng)通信原理》 .電子工業(yè)出版社 .290~306 [6] 李立華，王勇，張平 .《移動(dòng)通信中的先進(jìn)信號(hào)處理技術(shù)》 .北京郵電大學(xué)出版社 [7] 楊大成 《現(xiàn)代移動(dòng)通信中的先進(jìn)技術(shù)》 .機(jī)械工業(yè)出版社 [8] Foschini G J. Layered SpaceTime Architecture for Wireless Communication in a Fading Environment When Using MultiElement Antennas［ J］ . Bell Labs Technical Journal,1996, 1(2): 41～ 59. 10 附錄 部分源代碼： 1 固定信噪比，天線為變量， MIMO 的容量累積分布函數(shù) t=input(39。置信區(qū)間寬度 39。)。 SNR_indB=input(39。信噪比 dB39。)。 SNR=10^(SNR_indB/10)。 N=input(39。迭帶次數(shù) 39。)。 Capacity=0:t:30。 for q=1:5 Nt=input(39。輸入發(fā)射天線數(shù)目 39。)。 Nr=input(39。輸入接收天線數(shù)目 39。)。 q1=waitbar(0,39。MIMO累積分布統(tǒng)計(jì) 39。)。 for i=1:N waitbar(i/N)。 H=raylrnd(,Nr,Nt)。 %瑞利分布信道系數(shù) a=abs(H)。 b=a.*a。 c=sum(b)。 u=0。 for m=1:Nt u=u+log2(1+SNR*c(m)/Nt)。 end C4(q,i)=u。 end close(q1)。 count41=panduan(C4(q,:),N,length(Capacity),t)。
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