MIMO系统容量仿真.doc

MIMO系统容量仿真 仿真操作步骤1.安装MATLAB6.5软件2.打开MATLAB6.5，在桌面上会弹出两个窗口：记事本窗口（如图4-1）和命令窗口（如图4-2）图4-1图4-23.在弹出的命令窗口中依次单击File|New|Mfile(见图4-3)打开编辑窗口图4-34.在编辑窗口中编程5.保存该程序，单击Debug|Run运行。这时程序的结果将显示在命令窗口上6.依次选择不同的天线数和信噪比，得出多组数据7.用plot命令绘图 程序实现根据第三章对MIMO系统容量的推导，得出了信道容量公式：W为每个子信道的带宽。则每单位带宽上的信道容量为：其中：nR为接收端天线数，nT为发射端天线数Im是min(nR,nT)阶单位矩阵H为nRnT阶随机矩阵，数值服从正态分布 P/为信噪比，我们用SNR来表示为了便于用MATLAB编程，我们定义单位信道容量，其中SNR=10，推出。 发射天线数为4，接收天线逐渐增大（1）信噪比SNR=0dB当=1时， Q=H*H程序代码如下：SNR=0; %定义信噪比为0HZA=10(SNR/10); %信噪比的单位转换关系式Im=eye(1); %这里的1为发射天线和接收天线两者数目少的根数sum=0; %初始化sum为0for i=1:10000 %程序循环10000次 H=randn(1,4); %产生高斯信号源 Q=H*H; %求威沙特矩阵 sum=sum+log2(det(Im+A*Q/4); %10000次循环得到的信道容量总和endC=sum/10000 %10000次循环的平均值运行可以得到第一组数据：=1时，C=0.9267当=2时 Q=H*H只需把程序代码的换掉即可，运行可以得到第二组数据：=2时，C=1.7682依次可以得到：=3时，C=2.5436=4时，C=3.2482=5时，C=3.8977=6时，C=4.5062=7时，C=5.0686=8时，C=5.5634=9时，C=6.0534=10时，C=6.5123=20时，C=9.4206=30时，C=11.0734（2）信噪比SNR=5dB依次可以得到： =1时，C=1.8720=2时，C=3.5384=3时，C=5.0226=4时，C=6.3022=5时，C=7.4272=6时，C=8.4336=7时，C=9.2894=8时，C=10.0768=9时，C=10.7693=10时，C=11.4027=20时，C=15.1084=30时，C=17.0578（3）信噪比SNR=10dB依次可以得到： =1时，C=3.1524=2时，C=5.9879=3时，C=8.3914=4时，C=10.4579=5时，C=12.1479=6时，C=13.5424=7时，C=14.6978=8时，C=15.6897=9时，C=16.5322=10时，C=17.0927=20时，C=20.9439=30时，C=22.4942（4）信噪比SNR=15dB依次可以得到： =1时，C=4.6711=2时，C=8.9050=3时，C=12.5479=4时，C=15.4908=5时，C=17.6953=6时，C=19.4381=7时，C=20.7939=8时，C=21.9145=9时，C=22.8506=10时，C=23.6258=20时，C=27.0859=30时，C=28.8846根据上面得到的四组数据用MATLAB绘图：程序代码为：x=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,20,30;y1=0.9267,1.7682,2.5436,3.2482,3.8977,4.5062,5.0686,5.5634,6.0534,6.5123,9.4206, 11.0734;plot(x,y1)hold ony2=1.8720,3.5384,5.0226,6.3022,7.4272,8.4336,9.2894,10.0768,10.7693,11.4027, 15.1084,17.0578;plot(x,y2)hold ony3=3.1524,5.9879,8.3914,10.4579,12.1479,13.5424,14.6978,15.6897,16.5322,17.0927, 20.9439,22.4942;plot(x,y3)hold ony4=4.6711,8.9050,12.5479,15.4908,17.6953,19.4381,20.7939,21.9145,22.8506,23.6258,27.0859,28.8846;plot(x,y4),grid onxlabel(接收天线数nR);ylabel(容量/(bit/s/Hz);结果如图4-4：图4-4接收天线为4，发射天线数逐渐增大（1）信噪比SNR=0dB依次可以得到： =1时，C=2.1177=2时，C=2.7428=3时，C=3.0877=4时，C=3.2612=5时，C=3.3472=6时，C=3.4298=7时，C=3.5241=8时，C=3.5681=9时，C=3.5964=10时，C=3.6174=20时，C=3.7560=30时，C=3.7899（2）信噪比SNR=5dB依次可以得到： =1时，C=3.4491=2时，C=4.9309=3时，C=5.9981=4时，C=6.4075=5时，C=6.6011=6时，C=6.7730=7时，C=6.9885=8时，C=7.1010=9时，C=7.2006=10时，C=7.3069=20时，C=7.6129=30时，C=7.6546（3）信噪比SNR=10dB依次可以得到： =1时，C=5.0124=2时，C=7.7014=3时，C=9.5183=4时，C=10.5682=5时，C=11.1156=6时，C=11.5987=7时，C=11.9483=8时，C=12.1547=9时，C=12.3633=10时，C=12.5237=20时，C=13.0893=30时，C=13.3259（4）信噪比SNR=15dB依次可以得到： =1时，C=6.6068=2时，C=10.7773=3时，C=13.7736=4时，C=1