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多径衰落信道MIMO-OFDM系统容量分析与仿真

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第５ 第 期 ２卷 ２
文 章编 号 ：０６— ３ ８ ２ ０ ）２－０４ ０ １０ ９ ４ （０ ８ ０ １ １— ４
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２８ 月 ０ 年２ ０
多径 衰 落 信 道 ＭＩ ＭＯ —ＯＦ Ｍ 系统 容 量 分 析 与 仿 真 Ｄ
李 莉。王 ， 珂 。韩 ， 力
中图 分 类号 ：Ｎ ２ Ｔ ９９ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ａｎ ｌ ｓ ｎ ｉ ｌｔ ｎ ｏ ｐ ｃｔ ｏ Ｉ Ｏ —ＯＦＤＭ ｙ ｔ ｍ ａｙ ｉ ａ ｄ Ｓ ｍｕ ａ ｉ ｆＣａ ａ ｉ ｆ ｒＭ Ｍ ｓ ｏ ｙ － Ｓ ｓｅ
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１０ １ ； ３０ ２ （． １ 吉林大学通信工程学 院， 吉林 长春
２ 吉林大学物理学院， ． 吉林 长春 １０ １ ３ ０２） 摘要： 了分析 ＭＩ 为 ＭＯ—Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ系统性 能， 研究了 ＭＩ ＭＯ—Ｏ Ｄ 系统在瑞 利多径信道下 的容量。首先， ＦＭ 就可识别路径数 及 信道相关性对 ＭＩ ＭＯ— Ｄ ＯＦ Ｍ系统容量影响进行了分析 与仿真 ， 仿真结果表 明， ＭＯ—Ｏ ＤＭ系统的容量随着多径数 的增 ＭＩ Ｆ 加而增加 ， 但当多径数较大时 ， 容量增加量逐渐减小 ； 相关性给 ＭＩ ＭＯ—ＯＦ Ｍ系统带来容量损失 ， Ｄ 随着相关程度 的增加 ， 容 量损失急剧增加。其次 ， ＭＩ 对 ＭＯ及 ＭＩ ＭＯ—Ｏ ＤＭ系统容量进行 了 比较 ， Ｆ 研究表 明， ＭＯ—Ｏ Ｄ 系统的容量 集中度 比 ＭＩ ＦＭ ＭＩ ＭＯ系统好 ， 并且 ， 噪比为 １ｄ 信 ０ Ｂ时 ， ＭＯ— Ｄ ＭＩ ＯＦ Ｍ系统的容量 比 ＭＩ Ｏ系统 容量大 ４ ｉ ｓＨ 左右。 Ｍ ｂ／ ／ ｚ ｔ 关键 词 ： 容量 ； 多输入多输 出； 正交频分 复用 ； 多径衰落信道 ； 相关
ＭＩ ＭＯ —ＯＦ ＤＭ ｙ ｔ ｍｓｉ ｎ ｒａ ｉ ｇｗ ｔ ｅ ｎ ｍｂ ｒ ｆｒ ｓ ｌａ ｌ ａ ｓ ｕ ｅ ｈ ｕ ｅ ｆｒ ｓ ｌａ ｌ ａｈ ｓ ｓｅ ｓｉ ｃ ｅ ｓｎ ｉ ｔ ｕ ｅ ｏ ｅ ｏｖ ｅｐ ｔ ，ｂ ｔ ｈｈ ｓ ｂ ｈ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｎ ｍｂ ｒｏ ｅ ｏｖ ｅｐ ｔｓ ｂ
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基于MATLAB的MIMO-OFDM通信系统的仿真

基于MATLAB的MIMO-OFDM通信系统的仿真

基于MATLAB的MIMO-OFDM通信系统的仿真0 引言5G技术的逐步普及，使得我们对海量数据的存储交换，以及数据传输速率、质量提出了更高的要求。

信号的准确传播显得越发重要，随之而来的是对信道模型稳定性、抗噪声性能以及低误码率的要求。

本次研究通过构建结合空间分集和空间复用技术的MIMO信道，引入OFDM 技术搭建MIMO-OFDM 系统，在添加保护间隔的基础上探究其在降低误码率以及稳定性等方面的优异性能。

1 概述正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术通过将信道分成数个互相正交的子信道，再将高速传输的数据信号转换成并行的低速子数据流进行传输。

该技术充分利用信道的宽度从而大幅度提升频谱效率达到节省频谱资源的目的。

作为多载波调制技术之一的OFDM 技术目前已经在4G 中得到了广泛的应用，5G 技术作为新一代的无线通信技术，对其提出了更高的信道分布和抗干扰要求。

多输入多输出（Multi Input Multi Output,MIMO）技术通过在发射端口的发射机和接收端口的接收机处设计不同数量的天线在不增加频谱资源的基础上通过并行传输提升信道容量和传输空间。

常见的单天线发射和接收信号传输系统容量小、效率低且若出现任意码间干扰，整条链路都会被舍弃。

为了改善和提高系统性能，有学者提出了天线分集以及大规模集成天线的想法。

IEEE 806 16 系列是以MIMO-OFDM 为核心，其目前在欧洲的数字音频广播，北美洲的高速无线局域网系统等快速通信中得到了广泛应用。

多媒体和数据是现代通信的主要业务，所以快速化、智能化、准确化是市场向我们提出的高要求。

随着第五代移动通信5G 技术的快速发展，MIM-OFDM 技术已经开始得到更广泛的应用。

本次研究的MIMO-OFDM 系统模型是5G的关键技术，所以对其深入分析和学习，对于当下无线接入技术的发展有着重要的意义。

MIMO—OFDM系统无线衰落信道容量分析

MIMO—OFDM系统无线衰落信道容量分析

近年来 ， 动通 信和互 联 网的高 速发 展 ， 得 人 移 使 们对 宽带 无线 接入 的需 求越 来 越迫 切 。为 了满 足 未
便 构成 了 ＭＩ Ｏ Ｏ Ｄ 系统 。如果 用 和 分别 Ｍ ．Ｆ Ｍ 表示发送 天线 和接 收天 线 的个 数 ， 发送 数 据 需要 经
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OFDM系统抗多径衰落性能及仿真分析

OFDM系统抗多径衰落性能及仿真分析

ＧＵ０ ｎ． ｅ ｇ Ｐａ ＬＩＺｈ ｎ
（ ｏｅｅｏ ｆｒ ｔ ｎＳｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｏ ｇｕ ｎｖｒ ｔ， ｈｎｈ ｉ ０ ６０，ｈｎ ） Ｃ ｌｇ ｆ ｎ ｍａｏ ｃ ｎｅａｄＴ ｃ ｎｌ ｙ Ｄ ｎｈ ａＵ ｉ ｓｙ Ｓ ａｇ ａ ２ １２ Ｃ ｉ ｌ Ｉｏ ｉ ｅ ｏ ｅｉ ａ
１ 引 言
以技术层面来看 ， 第三代移动通信主要是 以 Ｃ ＭＡ为核 Ｄ 心技术 ， 四代 移 动通 信 系统技 术 则 以正 交频 分 复用 技术 第
（ ｒ ｏｏａ Ｆｅｕｎｙ Ｄｖｓ ｎ Ｍｕｔ ｌ ｉｇ Ｏ Ｄ 最 受 瞩 Ｏｔ ｇｎｌ ｒ ｅｃ ｉ ｉ ｌｐ ｘ ， Ｆ Ｍ） ｈ ｑ ｉｏ ｉｅ ｎ
目， 特别是有不少专家学者针对 Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ技术在移 动通信技术 上 的应 用 ， 出相 关 的 理 论 基 础 。例 如 无 线 区 域 环 路 提
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第２ 卷 第１期 ４ １
文章编号 ：０６— ３ ８ ２０ ） １ ０ ９ １０ ９ ４ （０ ７ Ｏ １— ２ ３—０ ３
计
算
机
仿
真
２７ １ ０ 年 性 能及 仿 真 分 析 Ｄ
郭攀， 李征
（ 东华大学信息科学与技术学院 ， 上海 ， １２ ） ２ ６ ０ ０
Ｏ Ｄ 系统在 信号传输 方面优越 的性 能。 ＦＭ
２ 多径 衰 落信道 分 析
陆地移 动通 信 的主要特 征是 多径传 播 。传播 的过 程 中 会遇 到各种建 筑物 、 树木 、 被以及 起伏 的地 形等 ， 植 都会 引起
能量的吸收 、 透和 电波的反射 、 穿 散射 、 绕射 等 ， 以移 动信 所
摘要 ： Ｆ Ｍ技术在现代通信技术 中的应用越来越广泛 ， ＯＤ 因为该系统具备 了多种有利于信号 高效传输 的优点 ， 别是其抗多 特
多径衰落信道仿真与分析

多径衰落信道仿真与分析

多径衰落信道仿真与分析移动通信是当前最主流的通信方式，而无线信道是移动通信中传输信号的媒介，只有深刻掌握和了解移动无线信道的特征，我们才能提出解决各种干扰的措施。

移动无线信道传输特性的仿真对移动通信的研究具有重要意义,其中多径衰落仿真又是其中的重点和难点。

移动通信的特点是传播的开放性、接收环境的复杂性和通信用户的随机移动性。

在无线通信信道中，大气的反射或折射、建筑物和其他物体的反射导致了发送和接收天线之间通常存在多于一条的信号传播路径。

由多径引起的信号衰落是影响通信性能的一个主要因素，所以在通信方案可行性研究以及系统设计、优化等过程中，经常要考虑到多径衰落及相关的解决方案。

本次设计用MATLAB对信号在多径信道中的传输进行了仿真。

移动通信的传输媒介即大气空间就是无线道，信道很复杂的特性并就是无线道，信有很复杂的特性并就是无线道，信有很复杂的特性并且其特性会不断变化，各种地形物的影响和用户终端的移动使得无线信道具有极大的随机性。

一般用路径损失、阴影衰落和多三种效应描述路径损失、阴影衰落和多三种效应描述大、中小大、中小大、中小 3种不同尺度范围内信道对传输号的作用。

多径衰落也称快种不同尺度范围内信道对传输号的作用。

多径衰落也称快，是由于同一信号沿两个或多路径传播，以微小的时间差到达接收机相互干涉引起。

而这些波称为多径。

在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。

在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。

在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。

在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。

在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信号，其变化程度取决于多径波的强、传播时间差以及信号带宽其变化程度取决于多径波的强、传播时间差以及信号带宽。

主要表现在 3个方面:1)经过短距离或时间传播后信号强度产生急剧变化；2) 在不同路径上，存在着时变多普勒频移引起的随机率调制；3) 多径传播时延引起的扩展。