南京林业大学本科生毕业设计（论文）
信道 发送信号sm?t? 接收信号r?t??sm?t??n?t?噪声n(t) 图2.7 AWAG信道
图中，n(t)为加性高斯白噪声（Additive White Gaussian Noise,AWGN），均值为0，方差是噪声功率的大小。在MATLAB中通常用awgn函数或randn函数实现这种信道。
多径瑞丽衰落信道是指服从瑞丽分布的多径衰落信道，多径信道的基本模型为
~y(t)??rk(t)~x(t??k) （2-14）
k?1N(t)式中，rk(t)为第k条路径的衰落，服从瑞丽分布，?k为第k条多径分量的传播延迟，延迟和衰落都用时间函数描述。在本程序中，这种信道用一个自定义的函数RayleighCH来实现。 %瑞利信道矩阵函数
function H=RayleighCH(Nr,Nt) H=zeros(Nr,Nt); R=eye(Nr*Nt);
X=randn(Nr*Nt,1)/sqrt(2)+j*randn(Nr*Nt,1)/sqrt(2); H=reshape(R'*X,Nr,Nt);
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第3章 仿真与分析
3.1 MIMO信道容量仿真
根据第二章中介绍的MIMO系统采用不同数量天线阵列的系统容量进行分
析，仿真中采用的信道为瑞丽衰落信道，信噪比最大为30。下面用MATLAB仿真其信道容量。仿真结果下图所示。
SISO信道容量81Tx 1Rx76 信道容量（ b/s/Hz）543210 051015SNR(dB)202530
图3.1 SISO信道容量
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不同数量天线MISO信道容量122Tx 1Rx4Tx 1Rx8Tx 1Rx 10信道容量（ b/s/Hz）86420 051015SNR(dB)202530
图3.2 不同天线MISO信道容量
不同数量天线MIMO信道容量702Tx 2Rx4Tx 2Rx4Tx 4Rx8Tx 4Rx8Tx 8Rx 6050信道容量（ b/s/Hz）403020100 051015SNR(dB)202530
图 3.3 不同数量天线的MIMO信道容量对比
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对比图3.1，3.2和3.3，我们可以得到以下结论:
当收发端天线数目一定时，信道容量随着SNR的增加而增大。当SNR一定时，Tx数目或Rx数目的增加，都能带来信道容量的增加。但是,Rx数目的增加比Tx数目的增加对于信道容量的提升影响更明显。
以上实验结果表明，在相同SNR下，MIMO系统信道容量最大，SISO系统最小。随着Tx与Rx的不断增加，相应的信道容量基本符合线性增长。
3.2 MIMO-OFDM系统与仿真
MIMO-OFDM系统中，发送端需要进行IFFT（QPSK调制后），接收端进
行FFT（MMSE均衡前），等效于将信道（衰落信道和噪声）变换到频域，即进行FFT运算，利用简单的乘法运算，代替较为复杂的卷积运算实现过信道。图中的衰落信道和噪声均是在时域生成后，再进行FFT变换到频域。系统结构框架如下图3.4所示。
发送天线接收天线IFFT输入信号数据处理FFT数据处理输出信号IFFT图3.4 MIMO-OFDM系统结构框图
根据系统结构框图进行分析编程，程序原理图如下图3.3所示
...FFT...
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