m瑞利信道下对比ZF-SIC,MMSE-SIC,MRC三种均衡算法的误码率matlab仿真

目录

1.算法描述

2.仿真效果预览

3.MATLAB核心程序

4.完整MATLAB


1.算法描述

       移动通信系统的性能在很大程度上决定于无线信道的特性。单发单收系统无线信道的特性已经研究得很透彻,针对其各通信标准所采用的载频、带宽、环境等都有权威机构给出实测的信道模型。对于多天线信道而言,许多单天线的概念都被继承了下来,如路径传播损耗、阴影衰落、多径衰落 损耗、长期衰落、短期衰落、相干时间、相干带宽、频率选择性衰落、平坦衰落等 , 所采用的信道模型也基本都是单天线情况下的一些拓展。本实验采用独立的慢衰落环境中的多输入多输出 MIMO 系统,假设发送端的天线数目为Mt,接收端端的天线数目为 Mr。用hij表示从第 j 个发射天线到第 i 个接收天线的信道增益。接收天线i处的噪声为ni,j=1,…, Mt ,i=1,…, Mr ;则第i个接收天线接收信号为:m瑞利信道下对比ZF-SIC,MMSE-SIC,MRC三种均衡算法的误码率matlab仿真_第1张图片

         系统工作流程如图3-2下。首先V-BLAST系统在发射端通过串并转换将数据流分解为Mt个子数据流,然后使用 QPSK 或 16QAM 对各路子信号流进行调制, 将比特映射为符号;调制完成后,分别送到Mt个发射天线分别发射,在接收端用Mr个接收天线检测信号。这里假设不论有多少个发送天线,系统的总发射功率是不变的,且总发射功率是平均分配到各个天线的。在接收端用Mr个接收天线检测信号,并按照一定信号检测与估计的方法进行符号解调,最后恢复出数据流(各个接收天线单独进行信号处理得到子数据流,最后需要并串转换将子数据流合成为一个数据流)。假设发送天线之间、接收天线之间完全不相关,且发送的数据也互相独立。V-BLAST系统中接收天线的个数一般要大于或等于发送天线的个数。

       关于接收机检测与估计的方法,最直接的最大似然估计在MIMO信道中可直接采用线性检测(按照ZF或MMSE准则),也可采用非线性的干扰抵消检测(如串行干扰抵消SIC)。

       串行干扰抵消算法是一种非线性检测算法。SIC的基本思想是在对多个符号进行检测与估计时,如果能先对某个符号进行检测与估计解出这个符号,则在解另一个符号时可将已解出的符号对当前待解符号的干扰消除,从而提高待解符号的SINR,提高检测与估计的误码码性能。对于Mt个发送符号,串行干扰抵消每次对一个符号进行检测与估计,每次检测时,先消掉前面已经解出的符号干扰,再对待解符号进行检测与估计(通常仍采用ZF或MMSE准则对待解符号做线性变换),根据论文,我们此次实验采用ZF准则做线性变换。因此对这Mt个发送符号在检测与估计时,共需要Mt步检测判决,(且除掉第一步,其他每一步检测之前都要利用已解出的符号做干扰抵消),这就存在对Mt个发送符号先对谁进行检测的排序问题。理论证明,当Mt个发送符号使用相同星座图时,每一步都选择接收SNR最大的符号,即对应最优的符号排序。

2.仿真效果预览

matlab2022a仿真结果如下:

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3.MATLAB核心程序

SNR     = [0:5:30]; 
Nuser   = 5;
len_dat = 1000; 
 
num_T   = 2;
num_R   = 2;
Totalerr= 1e5;
Error   =[];
 
for ij=1:length(SNR)
    Num_err = 0; %蒙特卡洛模拟次数
    Numbers = 0; %误码率累加器
    while Num_err<=Totalerr/10
        fprintf('SNR = %f\n', SNR(ij));
        Num_err
        %QPSK发射信号
        signal         = randi([0,3],Nuser*num_T*len_dat,1); 
        signal_matrix  = reshape(signal,num_T,Nuser,len_dat);
        signal_matrix2 = zeros(num_T,Nuser,len_dat);
        for k=1:len_dat
            for k2=1:Nuser
                signal_matrix2(:,k2,k) = pskmod(signal_matrix(:,k2,k),4);
            end
        end
        %Rayleigh
        H_ray     = (randn(num_R,num_T,Nuser,len_dat) + sqrt(-1)*randn(num_R,num_T,Nuser,len_dat))/sqrt(2); 
        N_awg     = (randn(num_R,Nuser,len_dat)       + sqrt(-1)*randn(num_R,Nuser,len_dat))/sqrt(2); 
        %接收
        Rec       = zeros(num_R,Nuser,len_dat); 
        for k=1:len_dat 
            for k2=1:Nuser
                Rec(:,k2,k)=H_ray(:,:,k2,k)*signal_matrix2(:,k2,k)/sqrt(Nuser*num_T); 
            end
        end 
        
        R_noised = Rec + sqrt(1/(10^(SNR(ij)/10)))*N_awg; %高斯白噪声
        x        = [];
        for t=1:len_dat
            for k=1:Nuser
                Rect      = R_noised(:,k,t);
                Ht_ray    = H_ray(:,:,k,t);
                Hmmsesic  = inv(Ht_ray'*Ht_ray+(1/(10^(SNR(ij)/10)))*eye(num_T))*Ht_ray';
                xbits     = func_mmse_dmd(Rect,Hmmsesic,H_ray(:,:,k,t),Ht_ray,[1:num_T],num_T,Nuser,SNR(ij));
                x(:,k,t)  = xbits;
            end
        end
        x1 = zeros(num_T,Nuser,len_dat);
        for k=1:len_dat
            for k2=1:Nuser
                x1(:,k2,k) = pskdemod(x(:,k2,k),4);
            end
        end
        Rec_bits          = reshape(x1,Nuser*num_T*len_dat,1);
        [errbit,temp_ber] = biterr(signal,Rec_bits,2); 
        Num_err           = Num_err+errbit;
        Numbers           = Numbers+1;
    end
    Error(ij)=[Num_err/Numbers/length(signal)];
end
01_191m

4.完整MATLAB

V

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