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MIMO系统容量仿真.doc

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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4-2 3.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4-3 4.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nR×nT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0HZ A=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0 for 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 end C=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 on y2=[1.8720,3.5384,5.0226,6.3022,7.4272,8.4336,9.2894,10.0768,10.7693,11.4027, 15.1084,17
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