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学号00909002
密级
学校代码14199
分类号
本科毕业论文(设计)
MIMO系统的信道容量分析及Matlab仿真教学
部
信息工程教学部
专业名称 通信工程
年级
2021级
学生
姓名包宇坤
指导教师
黄
威
2021年5月21日
本科毕业论文(设计)
MIMO系统的信道容量分析及Matlab仿真
摘要:MIMO技术是在通信系统的收发两端放置多根天线的一种通信技术。多输入多
输出技术是近年来无线通信领域理论研究的一个重大突破。该技术能在不增加系统带宽和发射功率的前提下大大增加系统容量、提高系统频带利用率、改善系统的性能,从而成为新一代高数据率、多数据类型无线通信系统的关键技术。众所周知,信道容量表示一个通信系统的极限传输率。由于对容量分析结果会对实际通信系统的设计提供理论依据和指导。因此,对MIMO系统信道容量的分析无疑是一个重要而基本的研究课题。
本文对MIMO系统进行了研究,主要集中在MIMO系统的信道容量分析。首先从MIMO的概念入手,介绍了当前的无线通信技术。然后围绕MIMO无线通信系统进行了展开,介绍了
MIMO技术的基本原理、空时编码技术和MIMO系统的模型与容量。随后对仿真软件
MATLAB做了简单的介绍。最后应用MATLAB软件对不同发射天线、不同接收天线、不同信噪比下的MIMO系统容量进行计算机仿真,并对仿真结果进行了分析。
关键字:MIMO技术,信道容量,空时编码,无线通信
本科毕业论文(设计)
ChannelcapacityofMIMOsystemsanalysisandMatlabsimulation
Author:BaoYukun
Tutor:HuangWei
Abstract:Multiple-input-multiple-output(MIMO)isacommunicationtechnologythat
,,theMIMOsystemchannelcapacityanalysisisanimportantandbasicresearchtopics.
ThispaperinvestigatestheMIMOsystem,,fromtheperspectiveoftheconceptofMIMO,,introducesthebasicprincipleofMIMOtechnologyspace-,,appliesMATLABsoftwaretosimulatethissystemindifferenttransmittingantenna,.
Keywords:MIMOtechnology,channelcapacity,Space-TimeCoding,wireless
communication
本科毕业论文(设计)
目录
第1章绪论
MIMO技术的基本原理
时编码技术码技术及其分类应用前景
MATLAB简介建MATLAB仿真平台道容量的仿真和结果分析
18致谢考文献
21
本科毕业论文(设计)
第1页
第1章绪论
1
4
69第3章MIMO
14
16结论
19参20附录
未来移动通信的目标是,能在任何时间、任何地点、向任何人提供快速可靠的通信服务。具有高数据率、高频谱利用率、低发射功率、灵活业务支撑能力的未来无线移动通信系统应将无线通信的传输容量和速率提高十倍甚至数百倍。但是,随着各种无线通信业务和宽带数据业务的不断发展,无线资源,尤其是频谱资源变得越来越紧张。针对有限的频谱资源,如何最大限度的提高频谱利用率,是当前研究的一个热门课题
°MIMO技术无疑是众多方法中最具潜力和最具优势的一项技术,也是本文的主要研究对象。
传统的无线通信系统是采用单输入单输出(SISO)天线系统。所谓的单输入单输出
(SISO)天线系统就是一个发射天线和一个接收天线的通信系统。在信道的容量上,SISO系统有一个通信上很难突破的瓶颈,那就是Shannon容量的限制。我们无论采取什么样的调制技术、不同编码的策略或是其他的办法,在实际中,无线通信工程总是被无线信道的实际物理限制。这是在现如今无线通信市场中严峻的问题。为了应对用户对更高的数据传输速率的迫切需求,因此进一步提高无线通信系统的容量是势在必行的。可以实现这个目标的方法有很多,如设置更多的基站、拓宽带宽等。增设基站意味着采用更多的蜂窝,这是提高容量代价最大的办法。由于目前实际的无线应用市场仍是在3G系统和WLAN之间,是微波频带,加大该频带的带宽,就会导致与现行系统具有非常大的兼容性问题,其代价也是很昂贵的,因此更高频段的使用在近期内不是提高无线通信系统容量问题的最佳解决方法。
在单天线系统中,提高系统容量的另一个方法是加大系统的发射功率。加大系统发射功率可能引起人的健康状况的变化,对硬件设计者来说,这是非常困难的,因为功放器件在大功率下的线性工作特性是很难设计的。另外,散热及发射功率的加大所引起的功率消耗也是移动终端要考虑的问题。还有一个办法就是通过使用分集技术提高系统的容量,提高发射/接收信噪比,以增大系统的容量。这样就发展为现在的SIMO系统和MISO系统。SIMO和MISO技术的进一步发展就自然产生了收发两端同时采用阵列天线的系统一一MIMO系统。
1996年,,该系统采用MIMO技术实
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