MIMO通信系统的信道估计与信号检测

1、 /31MIMO #/31 #/31MIMOMIMOIO1MIMO3.利用估计的11111MIMOMIMOTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0MIMOMIMOMIMOMIMOMIMOIOMIMOMIMO1*1MIMO /31 /31以2D2MIMO为例：r1=H11*S1+H21*S2+n1r2=H12*S1+H22*S2+n2r为接说明：h信道符合Rayleigh衰落。n为信道的高斯白噪声。s为发射信号，收端接收信号。(2)基于导频的信道估计在2D2MIMO信道模型中，导引信号的数量可以是2当导引信号时p1p2=10,r1=H11*P1+H21*P2+n1(

2、po)，不考虑噪声的影响r=H*S+H*Sn(p=0),不考虑噪声的影响。2121222+21则有：H11=r1/p1；H12=r2/p1；当导引信号时p1p2=01,ri=H11*P1+H21*P2+ni(P1=0)DOODOOOODr=H*S+H*Sn(p=0),不考虑噪声的影响。2121222+21则有：H21r1/2；H为：H22r2/2；因此，采用导引结构，可以在接收端估计出信道H=H11H12 #/31 #/3121H21 #/31 #/31（3）最大似然检测（MLD）这是理论最优的检测方法，能够完全获得接收分集增益。由估计理论可知，对于Y=HX+Z中的H的估计，最大似然估计方法P

3、（HIY,X）,使该代价函数取得最大值的H为最终的估计值： #/31 #/31R=孤引巩呻和玉）本项目主要针对4D4的MIMO系统进行仿真，星座映射图选择QPSK,在接收端采用最大似然检测算法，主要是考察信道估计算法的性能，所以在检测时采 #/31 #/31以充分展示信道估计算法的BER性能。用对发射信号空间进行了穷尽搜索的方法来进行最大似然检测， #/31（4）迫零检测（ZF）迫零检测算法是给接收信号乘以信道矩阵的逆，其他用户对它的的干扰可以消除，但同 #/31 #/31的，也就是说给噪声乘了一个大于1的因子，必然是放大了噪声。1，那么它的逆就是大于时噪声也乘以信道矩阵的逆，一般来说，信道矩

4、阵的系数都小于 #/31 #/31四项目分析 /31图一图二 /31图三图四吕吕吕吕吕吕=吕=吕吕=吕=吕吕=吕吕吕吕吕二吕吕=二吕吕吕吕吕吕吕一吕吕吕吕吕兰吕吕吕吕吕吕吕一吕吕吕吕= /31图六结果分析从结果可以看出，使用MLD检测时，理想信道和估计信道误码率总体趋势一样，但理想信道的误码率比估计信道的误码率要低，说明基于导频进行信道估计在MIMO通信系统是可行的。使用ZF检测时，理想信道和估计信道误码率总体趋势一样，但理想信道的误码率比估计信道的误码率要高，所以一般不建议在基于导频的信道估计中使用ZF检测算法。 /31图七图八结果分析 /31从结果可以看出，使用理想信道时，MLD算法比ZF

5、算法的误码率小，且总体趋势一样，但在高信噪比部分MLD算法误码率比ZF算法的误码率明显低了很多， #/31说明MLD算法全局搜索的性能极佳。 #/31 #/31使用估计信道时，MLD算法和ZF算法的误码率相差不大，其中MLD算法的信 #/31噪比稍低一些。 #/31 #/31大约ZF从运算量和运行时间来看，当1200S,而使用算法，所用时间也长于num=256，loop=1000时，使用ZF算法一共需要时间大约ZF算法。MLD180SDMLD算法的运算量远大于算法一共 #/31 #/31项目总结 #/31 #/31通过本课程的学习，我们知道MIMO将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化

6、，从而实现高的通信容量和频谱利用率。这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。而本项目通过建立MIMO通信系统，并基于导频估计出信道H，再利用估计的信道分别进行MLDZero-forcing信号检测， #/31最后应用MATLAB对本系统进行仿真，画图，观察图形，通过仿真结果进行误码 #/31 #/31率分析。从上面进行到的项目过程，我们进一步了解到MIMO系统突出的性能优势，为未来学习4G通信打下基础。 #/31 #/31六参考文献 #/31 /311.樊昌信通信原理北京国防工业出版社20012.魏巍MATLAB信息工程工具箱技术手册北京国防工业出版社20043.陈永春MATLAB

7、M语言高级编程北京清华大学出版社20044.肖扬MIMO多天线无线通信系统北京人民邮电出版社20095.章坚武移动通信陕西西安电子科技大学出版社2003 #/31 /31七、附录%4x4天线MLD检测，理想信道与估计信道的MIMO系统误码率分析%clearall;close;Eb_N0=-10:1:10;tx=4;%发送天线数目%rx=4;%接收天线数目%num=256;loop=1000;%循环次数(100/BER=1000)%SNR_num=length(Eb_N0);%numberofSNRerror=zeros(2,SNR_num);forp=1:SNR_numticforw=1:lo

8、opSig=randint(1,num);%随机产生二进制序列modSig=modBaseBandQPSK(Sig);%QPSK调制%估计信道发送矩阵初始化%transmit_array_estimated=zeros(tx,num/tx/2+tx);transmit_array_estimated(:,1:tx)=eye(tx,tx);transmit_array_estimated(:,tx+1:num/tx/2+tx)=series2array(modSig,tx)./sqrt(tx);%将序列转换为数组，用于送给不同天线，有功率分配%理想信道发送矩阵初始化%transmit_array

9、_ideal=series2array(modSig,tx)./sqrt(tx);%4x4MIMO信道%Channel=zeros(tx,rx,num);forn=1:txform=1:rxChannel(n,m,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH=Channel;%通过MIMO理想信道%forn=1:num/tx/2recSig_ideal(:,n)=H(:,:,n)*transmit_array_ideal(:,n);endforn=1:txrecSig_ideal(n,:)=awgn(recSig_ideal(n,:),Eb_N0(p);end%通过MIMO估计信

10、道%forn=1:num/tx/2+txrecSig_estimated(:,n)=H(:,:,n)*transmit_array_estimated(:,n);%信号通过4x4MIMO信道end%加awgn噪声%forn=1:txrecSig_estimated(n,:)=awgn(recSig_estimated(n,:),Eb_N0(p);end%估计信道H_estimated=recSig_estimated(:,1:tx);%信道估计%receive=recsig_estimated(:,tx+i:num/tx/2%t有用信息(去除信道估计用的信息后)%最大似然检测%S_estima

11、ted=MLD1(receive,H_estimated);s_ideai=MLDi(recsig_ideai,H(:,:,num);理想信道%估计信道%将数组转换为序列%x_estimated=conj(s_estimated(:)估计信道x_ideal=conj(S_ideal(:);%理想信道%QPSK解调%demodSig_estimated=demodQPSK(x_estimated);%估计信道%demodSig_ideal=demodQPSK(x_ideal);%理想信道%错误点数%error(i,p)=error(i,p)+iength(find(demodsig_estima

12、ted-sig)=o);%error(2,p)=error(2,p)+iength(find(demodsig_ideai-sig)=o理想信道enderror(:,p)=error(:,p)/ioop/%u误码率tocend%画误码率曲线semilogy(Eb_N0,error(1,:),r*-,Eb_N0,error(2,:),b*-);gridon;titie(4天线，MLD检测，理想信道和估计信道的性能比较(11组)；xlabel(E_b/N_0(dB);yiabei误码率)；legend(估计信道误码率曲线,信道误码率曲线)；=,ZF检测%4x4天线,理想信道vs估计信道cleara

13、ll;close;Eb_N0=-10:1:10;tx=4;%发送天线数目%rx=4;%接收天线数目%num=256;loop=1000;%循环次数(100/BER=1000)%SNR_num=length(Eb_N0);%numberofSNRBER=zeros(2,SNR_num);forp=1:SNR_numticforw=1:loopSig=randint(1,num);%随机产生二进制序列modSig=modBaseBandQPSK(Sig);%QPSK调制%估计信道发送矩阵初始化%transmit_array_estimated=zeros(tx,num/tx/2+tx);trans

14、mit_array_estimated(:,1:tx)=eye(tx,tx);transmit_array_estimated(:,tx+1:num/tx/2+tx)=series2array(modSig,tx)./sqrt(tx);%将序列转换为数组，用于送给不同天线，有功率分配%理想信道发送矩阵初始化%transmit_array_ideal=series2array(modSig,tx)./sqrt(tx);%4x4MIMO信道%Channel=zeros(tx,rx,num);forn=1:txform=1:rxChannel(n,m,:)=wgn(1,1,0,complex);en

15、dendH=Channel;h=(i/sqrt(2)*H(:,:,num)/(sqio(tx);一化处理%通过MIMO理想信道%forn=1:num/tx/2recSig_ideal(:,n)=H(:,:,n)*transmit_array_ideal(:,n);endforn=1:txrecSig_ideal(n,:)=awgn(recSig_ideal(n,:),Eb_N0(p);end%通过MIMO估计信道%forn=1:num/tx/2+txrecSig_estimated(:,n)=H(:,:,n)*transmit_array_estimated(:,n);%信号通过4x4MIMO

16、信道end%加awgn噪声%forn=1:txrecSig_estimated(n,:)=awgn(recSig_estimated(n,:),Eb_N0(p);end%估计信道H_estimated=recSig_estimated(:,1:tx);%信道估计%receive=recsig_estimated(:,tx+i:num/tx/2%t有用信息(去除信道估计用的信息后)%迫零检测%估计信道%y_estimated=pinv(h)*receive;x_estimated=conj(y_estimated(:);demodSig_estimated_ZF=demodQPSK(x_esti

17、mated);%QPSK解调%理想信道%y_ideal=pinv(h)*recSig_ideal;x_ideal=conj(y_ideal(:);demodSig_ideal_ZF=demodQPSK(x_ideal);%QPSK解调%错误点数%BER(i,p)=BER(i,p)+iength(find(demodSig_estimated_ZF-sig)%o);%BER(2,p)=BER(2,p)+length(find(demodSig_ideal_ZF-Sig)=0);%理想信道%endBER(:,p)=BER(:,p)/loop/num%误码率%tocend%画误码率曲线semilog

18、y(Eb_N0,BER(1,:),r*-,Eb_N0,BER(2,:),b*-);gridon;titie(4天线，zf检测，通过理想信道和估计信道的性能比较(11组)；xlabel(E_b/N_0(dB);yiabei误码率)；legend(估计信道误码率曲线,信道误码率曲线)；=%ODDO,MLD检测的1X1,2X2,4XC线的MIMO系统误码率曲线比较分析clearall;tx2=2;2%close;tx1=1;%发送天线数目为1%rx1=1;%接收天线数目为1%发送天线数目为rx2=2;%接收天线数目为2%tx3=4;%发送天线数目为4%rx3=4;%接收天线数目为4%Eb_N0=-1

19、0:1:10;num=256;loop=1000;%循环次数%100/BER=1000SNR_num=length(Eb_N0);BER=zeros(3,SNR_num);forp=1:SNR_numticforw=1:loopSig=randint(1,num);%随机产生二进制序列%modSig=modBaseBandQPSK(Sig);%QPSK调制%发送信号矩阵初始化%transmit_array1=zeros(tx1,num/tx1/2+tx1);transmit_array1(:,1:tx1)=eye(tx1,tx1);transmit_array2=zeros(tx2,num/t

20、x2/2+tx2);transmit_array2(:,1:tx2)=eye(tx2,tx2);transmit_array3=zeros(tx3,num/tx3/2+tx3);transmit_array3(:,1:tx3)=eye(tx3,tx3);%发送序列转换为数组，用于送给不同天线，有功率分配%transmit_array1(:,tx1+1:num/tx1/2+tx1)=series2array(modSig,tx1)./sqrt(tx1);transmit_array2(:,tx2+1:num/tx2/2+tx2)=series2array(modSig,tx2)./sqrt(tx

21、2);transmit_array3(:,tx3+1:num/tx3/2+tx3)=series2array(modSig,tx3)./sqrt(tx3);%1x1MIMO信道%Channel=zeros(tx1,rx1,num);forn1=1:tx1form1=1:rx1Channel(n1,m1,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH1=Channel;%2x2MIMO信道%Channel2=zeros(tx2,rx2,num);forn2=1:tx2form2=1:rx2Channel2(n2,m2,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH2=Ch

22、annel2;%4x4MIMO信道%Channel3=zeros(tx3,rx3,num);forn3=1:tx3form3=1:rx3Channel3(n3,m3,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH3=Channel3;%信号通过MIMO信道%forn=1:num/tx1/2+tx1recsigi(:,n)=Hi(:,:,n)*transmit_arrayi(:,n)信号通过1x1MIMO信道endforn=1:num/tx2/2+tx2recsig2(:,n)=H2(:,:,n)*transmit_array2(:,n)信号通过2x2MIMO信道endforn=1:

23、num/tx3/2+tx3recSig3(:,n)=H3(:,:,n)*transmit_array3(:,n);end%加awgn噪声%forn=1:tx1%1x1recSig1(n,:)=awgn(recSig1(n,:),Eb_N0(p);endforn=1:tx2%2x2recSig2(n,:)=awgn(recSig2(n,:),Eb_N0(p);endforn=1:tx3recSig3(n,:)=awgn(recSig3(n,:),Eb_N0(p);end%信道估计%H_estimated1=recSig1(:,1:tx1%)1;x1H_estimated2=recSig2(:,1

24、:tx2%)2;x2H_estimated3=recSig3(:,1:tx3%)4;x4%有用信息(去除信道估计用的信息后)%receive1=recSig1(:,tx1+1:num/tx1/2+tx1);receive2=recSig2(:,tx2+1:num/tx2/2+tx2);receive3=recSig3(:,tx3+1:num/tx3/2+tx3);%最大似然检测%S1=MLD1(receive1,H_estimated1);%1x1S2=MLD1(receive2,H_estimated2);%2x2S3=MLD1(receive3,H_estimated3);%4x4%将数组

25、转换为序列%x1=conj(S1(:);x2=conj(S2(:);x3=conj(S3(:);%QPSK解调%demodSig1=demodQPSK(x1);demodSig2=demodQPSK(x2);demodSig3=demodQPSK(x3);BER(1,p)=BER(1,p)+length(find(demodSig1-Sig)=0)%)1;x1错误点数BER(2,p)=BER(2,p)+length(find(demodSig2-Sig)=0)%)2;x2错误点数BER(3,p)=BER(3,p)+length(find(demodSig3-Sig)=0)%)4;x4错误点数e

26、ndBER(:,p)=BER(:,p)/loop/num%误码率%tocend%画误码率曲线%semilogy(Eb_N0,BER(1,:),r*-,Eb_N0,BER(2,:),g*-,Eb_N0,BER(3,:),b*-);gridon;title(计信道,MLD检测，MIMO系统1X1,2X2,4XC天线性能比较(11组)；xlabel(E_b/N_0(dB);yiabei误码率)；iegend(ix天线误码率曲线,2口天线误码率曲线,4口天线误码率曲线)；=%估计信道,MLD和ZF检测下的4x4天线MIMO系统误码率曲线比较分析%clearall;close;4%tx=4;%发送天线数

27、目为rx=4;%接收天线数目为4%Eb_N0=-10:1:10;num=256;loop=1000;%循环次数%100/BER=1000SNR_num=length(Eb_N0);BER=zeros(2,SNR_num);forp=1:SNR_numticforw=1:loopSig=randint(1,num);%随机产生二进制序列%modSig=modBaseBandQPSK(Sig);%QPSK调制%transmit_array=zeros(tx,num/tx/2+tx);transmit_array(:,i:tx)=eye(tx%4X4；天线导频信号%将序列转换为数组，用于送给不同天线

28、，有功率分配%transmit_array(:,tx+1:num/tx/2+tx)=series2array(modSig,tx)./sqrt(tx);%4x4MIMO信道%Channel=zeros(tx,rx,num);forn=1:txform=1:rxChannel(n,m,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH=Channel;%信号通过MIMO信道%forn=1:num/tx/2+txrecSig(:,n)=H(:,:,n)*transmit_array(:,n);end%加awgn噪声%forn=1:txrecSig(n,:)=awgn(recSig(n,:)

29、,Eb_N0(p);end%信道估计%H_estimated=recSig(:,1:tx%)4;x4receive=recsig（:,tx+i:num/tx/2+tx有用信息（去除信道估计用的信息后）%最大似然检测%S=MLD1(receive,H_estimated);%4x4x_MLD=conj(S(:);%将数组转换为序列%demodSig_MLD=demodQPSK(x_MLD);%QPSK解调%BER(i,p)=BER(i,p)+iength(find(demodSig_MLD-sig)=o)%错误点数%迫零检测%h=(i/sqrt(2)*H(:,:,num)/(sqcrn(ixm；

30、一化处理y=pinv(h)*receive;x_ZF=conj(y(:);demodSig_ZF=demodQPSK(x_ZF);BER(2,p)=BER(2,p)+iength(find(demodSig_ZF-sig)=o);%endBER(:,p)=BER(:,p)/loop/num%误码率%tocend%画误码率曲线%semilogy(Eb_N0,BER(1,:),r*-,Eb_N0,BER(2,:),g*-);gridon;title(道,MLD和ZF检测下的4X4天线MIMO系统误码率曲线比较分析(11组)；xlabel(E_b/N_0(dB);yiabei误码率)；iegend(

31、MLD检测天线误码率曲线,zf测天线误码率曲线)；=%导频序列估计信道,ZF检测下DMIMO系统1X1,2X2,4X4天线性能比较clearall;close;tx1=1;%发送天线数目为1%rx1=1;%接收天线数目为1%tx2=2;%发送天线数目为2%rx2=2;%接收天线数目为2%tx3=4;%发送天线数目为4%rx3=4;%接收天线数目为4%Eb_N0=-10:1:10;num=256;loop=1000;%循环次数%100/BER=1000SNR_num=length(Eb_N0);BER=zeros(3,SNR_num);forp=1:SNR_numticforw=1:loopSi

32、g=randint(1,num);%随机产生二进制序列%modSig=modBaseBandQPSK(Sig);%QPSK调制%transmit_array1=zeros(tx1,num/tx1/2+tx1);TOC o 1-5 h ztransmit_arrayi(:,i:txi)=eye(txi,%iaii;天线导频信号transmit_array2=zeros(tx2,num/tx2/2+tx2);transmit_array2(:,i:tx2)=eye(tx2,%2X2；天线导频信号transmit_array3=zeros(tx3,num/tx3/2+tx3);transmit_ar

33、ray3(:,i:tx3)=eye(tx3,%4D3ffl；天线导频信号%将序列转换为数组，用于送给不同天线，有功率分配%transmit_array1(:,tx1+1:num/tx1/2+tx1)=series2array(modSig,tx1)./sqrt(tx1);transmit_array2(:,tx2+1:num/tx2/2+tx2)=series2array(modSig,tx2)./sqrt(tx2);transmit_array3(:,tx3+1:num/tx3/2+tx3)=series2array(modSig,tx3)./sqrt(tx3);%1x1MIMO信道%Cha

34、nnel=zeros(tx1,rx1,num);forn1=1:tx1form1=1:rx1Channel(n1,m1,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH1=Channel;%2x2MIMO信道%Channel2=zeros(tx2,rx2,num);forn2=1:tx2form2=1:rx2Channel2(n2,m2,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH2=Channel2;%4x4MIMO信道%Channel3=zeros(tx3,rx3,num);forn3=1:tx3form3=1:rx3Channel3(n3,m3,:)=wgn(1,

35、1,0,complex);endendH3=Channel3;%信号通过MIMO信道%forn=1:num/tx1/2+tx1recsigi(:,n)=Hi(:,:,n)*transmit_arrayi(:,n)信号通过1x1MIMO信道endforn=1:num/tx2/2+tx2recsig2(:,n)=H2(:,:,n)*transmit_array2(:,n)信号通过2x2MIMO信道endforn=1:num/tx3/2+tx3recsig3(:,n)=H3(:,:,n)*transmit_array3(:,n)信号通过4x4MIMO信道end%加awgn噪声%forn=1:tx1%

36、1x1recSig1(n,:)=awgn(recSig1(n,:),Eb_N0(p);endforn=1:tx2%2x2recSig2(n,:)=awgn(recSig2(n,:),Eb_N0(p);endforn=1:tx3%4x4recSig3(n,:)=awgn(recSig3(n,:),Eb_N0(p);end%信道估计%H_estimated1=recSig1(:,1:tx1%)1;x1H_estimated2=recSig2(:,1:tx2%)2;x2H_estimated3=recSig3(:,1:tx3%)4;x4%有用信息(去除信道估计用的信息后)%receive1=recS

37、ig1(:,tx1+1:num/tx1/2+tx1);receive2=recSig2(:,tx2+1:num/tx2/2+tx2);receive3=recSig3(:,tx3+1:num/tx3/2+tx3);%迫零检测%h1=(1/sqrt(2)*H1(:,:,num)/(sqrt(tx1);h2=(1/sqrt(2)*H2(:,:,num)/(sqrt(tx2);h3=(1/sqrt(2)*H3(:,:,num)/(sqrt(tx3);y1=pinv(h1)*receive1;y2=pinv(h2)*receive2;y3=pinv(h3)*receive3;%将数组转换为序列%x1=

38、conj(y1(:);x2=conj(y2(:);x3=conj(y3(:);%QPSK解调%demodSig1=demodQPSK(x1);demodSig2=demodQPSK(x2);demodSig3=demodQPSK(x3);BER(1,p)=BER(1,p)+length(find(demodSig1-Sig)=0)%)1;x1错误点数BER(2,p)=BER(2,p)+length(find(demodSig2-Sig)=0)%)2;x2错误点数BER(3,p)=BER(3,p)+length(find(demodSig3-Sig)=0)%)4;x4错误点数endBER(:,P

39、)=BER(:,P)/lOOP/nU!误码率%tocend%画误码率曲线%semilogy(Eb_N0,BER(1,:),r*-,Eb_N0,BER(2,:),g*-,Eb_N0,BER(3,:),b*-);gridon;title(列估计信道,ZF检测下,MIMO系统1X1,2X2,4X4天线性能比较(11组);xlabel(E_b/N_0(dB);yiabei误码率)；iegend(ix天线误码率曲线,2口天误码率曲线,4X天线误码率曲线);=%理想信道,ZF检测的1X1,2X2,4X4天线的MIMO系统误码率比较%clearall;close; #/31 #/31txi=i;%发送天线数

40、目为1% /31rxi=i;%接收天线数目为1%tx2=2;%发送天线数目为2%rx2=2；%接收天线数目为2%tx3=4;%发送天线数目为4%rx3=4；%接收天线数目为4%Eb_N0=-10:1:10;num=256;loop=1000;%循环次数(100/BER=1000)%SNR_num=length(Eb_N0);error=zeros(3,SNR_num);forp=1:SNR_numticforw=1:loopSig=randint(1,num);%随机产生二进制序列%modSig=modBaseBandQPSK(Sig);%QPSK调制%将序列转换为数组，用于送给不同天线，有功

41、率分配%transmit_array1=series2array(modSig,tx1)./sqrt(tx1);transmit_array2=series2array(modSig,tx2)./sqrt(tx2);transmit_array3=series2array(modSig,tx3)./sqrt(tx3);%产生MIMO1x1信道%Channel1=zeros(tx1,rx1,num);forn1=1:tx1form1=1:rx1Channel1(n1,m1,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH1=Channel1;h1=(1/sqrt(2)*H1(:,:,n

42、um)/(sqrt(tx1);%产生MIMO2x2信道%Channel2=zeros(tx2,rx2,num);forn2=1:tx2form2=1:rx2Channel2(n2,m2,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH2=Channel2;h2=(1/sqrt(2)*H2(:,:,num)/(sqrt(tx2); /31%产生MIMO4x4信道%Channel3=zeros(tx3,rx3,num);forn3=1:tx3form3=1:rx3Channel3(n3,m3,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH3=Channel3;h3=(1/sq

43、rt(2)*H3(:,:,num)/(sqrt(tx3);%信号通过MIMO信道%forn=1:num/tx1/2recSig1(:,n)=H1(:,:,n)*transmit_array1(:,n);endforn=1:num/tx2/2recSig2(:,n)=H2(:,:,n)*transmit_array2(:,n);endforn=1:num/tx3/2recSig3(:,n)=H3(:,:,n)*transmit_array3(:,n);end%加噪声%forn=1:tx1recSig1(n,:)=awgn(recSig1(n,:),Eb_N0(p);endforn=1:tx2re

44、cSig2(n,:)=awgn(recSig2(n,:),Eb_N0(p);endforn=1:tx3recSig3(n,:)=awgn(recSig3(n,:),Eb_N0(p);end%迫零检测%y1=pinv(h1)*recSig1;y2=pinv(h2)*recSig2;y3=pinv(h3)*recSig3;%将数组转换为序列%x_ZF1=conj(y1(:);x_ZF2=conj(y2(:);x_ZF3=conj(y3(:);%QPSK解调%demodSig_ZF1=demodQPSK(x_ZF1);demodSig_ZF2=demodQPSK(x_ZF2);demodSig_ZF

45、3=demodQPSK(x_ZF3);%错误点数%error(1,p)=error(1,p)+length(find(demodSig_ZF1-Sig)=0);error(2,p)=error(2,p)+length(find(demodSig_ZF2-Sig)=0);error(3,p)=error(3,p)+length(find(demodSig_ZF3-Sig)=0);enderror(:,p)=error(:,p)/ioop%n误码率%tocend%画误码率曲线%semilogy(Eb_N0,error(1,:),r*-,Eb_N0,error(2,:),g*-,Eb_N0,erro

46、r(3,:),b*-);gridon;title(道下ZF检测,MIMO系统1X1,2X2,4X4线性能(11组)；xlabel(E_b/N_0(dB);yiabei误码率)；iegend(ix天线误码率曲线,2口天误码率曲线,4xao误码率曲线)；=%理想信道MLD的1X1,2X2,4X41线的MIMO系统误码率比较%clearall;close;tX1=1；%发送天线数目为1%rx1=1；%接收天线数目为1%tX2=2；%发送天线数目为2%rX2=2；%接收天线数目为2%tX3=4；%发送天线数目为4%rX3=4；%接收天线数目为4%Eb_N0=-10:1:10;num=256;loop=

47、1000;%循环次数(100/BER=1000)%SNR_num=length(Eb_N0);error=zeros(3,SNR_num);forp=1:SNR_numticforw=1:loopSig=randint(1,num);%随机产生二进制序列%modSig=modBaseBandQPSK(Sig);%QPSK调制%将序列转换为数组，用于送给不同天线，有功率分配%transmit_array1=series2array(modSig,tx1)./sqrt(tx1);transmit_array2=series2array(modSig,tx2)./sqrt(tx2);transmit

48、_array3=series2array(modSig,tx3)./sqrt(tx3);%产生MIMO1x1信道%Channel1=zeros(tx1,rx1,num);forn1=1:tx1form1=1:rx1Channel1(n1,m1,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH1=Channel1;%产生MIMO2x2信道%Channel2=zeros(tx2,rx2,num);forn2=1:tx2form2=1:rx2Channel2(n2,m2,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH2=Channel2;%产生MIMO4x4信道%Channel

49、3=zeros(tx3,rx3,num);forn3=1:tx3form3=1:rx3Channel3(n3,m3,:)=wgn(1,1,0,complex);endendH3=Channel3;%信号通过MIMO信道%forn=1:num/tx1/2recSig1(:,n)=H1(:,:,n)*transmit_array1(:,n);endforn=1:num/tx2/2recSig2(:,n)=H2(:,:,n)*transmit_array2(:,n);endforn=1:num/tx3/2recSig3(:,n)=H3(:,:,n)*transmit_array3(:,n);end%

50、加噪声%forn=1:tx1recSig1(n,:)=awgn(recSig1(n,:),Eb_N0(p);endforn=1:tx2recSig2(n,:)=awgn(recSig2(n,:),Eb_N0(p);endforn=1:tx3recSig3(n,:)=awgn(recSig3(n,:),Eb_N0(p);end%最大似然检测%S1=MLD1(recSig1,H1);S2=MLD1(recSig2,H2);S3=MLD1(recSig3,H3);%将数组转换为序列%x1=conj(S1(:);x2=conj(S2(:);x3=conj(S3(:);%QPSK解调%demodSig1

51、=demodQPSK(x1);demodSig2=demodQPSK(x2);demodSig3=demodQPSK(x3);%错误点数%error(1,p)=error(1,p)+length(find(demodSig1-Sig)=0);error(2,p)=error(2,p)+length(find(demodSig2-Sig)=0);error(3,p)=error(3,p)+length(find(demodSig3-Sig)=0);enderror(:,p)=error(:,p)/ioop/n误码率%tocend%画误码率曲线%semilogy(Eb_N0,error(1,:),

52、r*-,Eb_N0,error(2,:),g*-,Eb_N0,error(3,:),b*-);gridon;titled道，MLD检测,MIMO系统1X1,2X2,4X4天线性能比较(11组)；xlabel(E_b/N_0(dB);yiabei误码率)；iegend(ix天线误码率曲线,2x天误码率曲线,4x天线误码率曲线);=%理想信道下,MIMO系统4x4天线MLD检测与ZF检测的性能比较%clearall;close;tx=4；%发送天线数目为4%rx=4；%接收天线数目为4%Eb_N0=-10:1:10;num=256;loop=1000;%循环次数(100/BER=1000)%SNR

53、_num=length(Eb_N0);error=zeros(2,SNR_num);forp=1:SNR_numticforw=1:loopSig=randint(1,num);%随机产生二进制序列%modSig=modBaseBandQPSK(Sig);%QPSK调制%将序列转换为数组，用于送给不同天线，有功率分配%transmit_array=series2array(modSig,tx)./sqrt(tx);%产生MIMO4x4信道%Channel=zeros(tx,rx,num);forn=1:txform=1:rxChannel(n,m,:)=wgn(1,1,0,complex);e

54、ndendH=Channel;h=(i/sqrt(2)*H(:,:,num)/(sqmD(ix)i;一化处理%信号通过MIMO信道%forn=1:num/tx/2recSig(:,n)=H(:,:,n)*transmit_array(:,n);end%加噪声%forn=1:txrecSig(n,:)=awgn(recSig(n,:),Eb_N0(p);end%最大似然检测S=MLD1(recSig,H);%将数组转换为序列%x_MLD=conj(S(:);demodSig_MLD=demodQPSK(x_MLD);%QPSK解调%error(i,p)=error(i,p)+iength(fin

55、d(demodSig_MLD-sig)错误点数；%迫零检测%y=pinv(h)*recSig;%将数组转换为序列%x_ZF=conj(y(:);%QPSK解调%demodSig_ZF=demodQPSK(x_ZF);error(2,p)=error(2,p)+length(find(demodSig_ZF-Sig)=0);enderror(:,p)=error(:,p)/ioop/%u误码率%tocend%画误码率曲线%semilogy(Eb_N0,error(1,:),r*-,Eb_N0,error(2,:),g*-);gridon;title(道下,MIMO系统4x4天线MLD检测与ZF检测的性能比较(11组);xlabel(E_b/N_0(dB);yiabei误码率)；legend(MLD检测误码率曲线,ZF测误码率曲线);=functionarray=series2array(series,M)%ThisfunctionisusedtochangeseriesintoarrayL=length(series);array=zeros(M,L/M);form=1:Mforn=1:L/M;array(m