天线数量对信道条件以及信道容量影响仿真实验

MIMO系统无线信道容量的实验仿真x

MIMO系统无线信道容量的实验仿真x介绍了MIMO系统信道容量的计算方法，分析了天线数目对MIMO系统信道容量的影响，MIMO系统容量随最小天线数目的增加而增加，极大地提高了系统容量。

利用Matlab对系统进行验证和仿真，验证对比了SISO、SIMO、MISO 和MIMO系统在不同条件下的信道容量。

标签：MIMO；信道容量；Matlab；信噪比引言随着通信技术的发展，人们开始在收、发端使用多个天线进行空域信号的处理，并发现通过增加空间维数获得系统的容量增加，于是得到了多入多出（MIMO）系统信道容量的表达式，这对传统的信道容量概念是一个巨大的发展。

文章介绍了MIMO系统的信道容量算法，并利用Matlab仿真了天线数目增多对信道容量的影响，对提高飞行器测控系统整体性能有较好的借鉴意义。

1 MIMO系统模型4 结束语文章从MIMO系统信道模型入手，采用对信道矩阵进行奇异值分解方法，推導了信道无衰落时MIMO系统的信道容量表达式，并对MIMO系统信道容量的MATLAB仿真测试，通过SISO、SIMO、MISO和MIMO系统的信道容量比较，分析了天线数目对MIMO信道容量的影响，体现出了MIMO系统对于提高无线通信系统的容量具有极大的潜力这一优点。

参考文献[1]陈晶晶.MIMO无线信道容量比较分析[J].宁波职业技术学院学报，2009，13（5）：32-34.[2]郑德志，冯丽，吕斌涛.3×3多天线系统衰落相关与信道容量研究[J].现代电子技术，2007，15：29-31.[3]贺中堂，张力军，陈自力.MIMO系统各态历经信道容量的分析与仿真[J].计算机应用，2006，8：1799-1802.[4]张丽果，陈建安.多输入多输出（MIMO）系统信道容量技术[J].无线通信技术，2005，1：36-38.[5]岳海霞.射线跟踪法对室内MIMO信道容量的分析[J].中国新通信，2008，10：13-15.作者简介：侯大志（1978，10-），男，硕士，工程师，山西绛县人，海军装备技术研究所。

MIMO信道容量的仿真分析解析

数字移动通信与个人通信论文题目：MIMO系统信道容量的研究学生姓名李其信学号201120952院系信息科学与技术学院专业信号与信息处理MIMO系统信道容量的研究李其信（西北大学信息科学与技术学院，陕西西安 710127）摘要：本文首先对MIMO技术进行了简要介绍。

其次，从信息论角度研究了MIMO系统的信道容量，对平均分配天线发射功率下的几种典型系统(SISO、MISO、SIMO、MIMO)的平均信道容量进行了分析和比较，并对两类特殊的MIMO信道（全1信道和正交信道）的容量进行了特殊的分析，得到了信道容量的计算公式。

同时给出了当发射天线和接收天线数很大时的MIMO信道极限容量的估算方法。

关键词：多输入多输出（MIMO）系统；信道容量；中图分类号：文献标识码：A文章编号：1001-2400(2XXX)0X-0-0Research on the Capaity for MIMO SystemLI QI-xin( College of Information Science and T echnology, Northwest University, Xi’a n 710127, China)Abstract: In this paper,firstly,it gives a brief introduction of MIMO technology. Secondly,some average capacities ofseveral typical systems，such as SlSO，MISO，SIMO，MIMO，are theoretically analyzed and simulated from the pointofview of information theory．The difference among those typical systems is compared and the relationship betweenthe capacity and different schemes of distributing power are discussed．And two types of special MIMO channel (allchannels and orthogonal channel) capacity for a special analysis was calculated channel capacity.It gives the limitestimating method when the mumber of the transmitting and receiving antennas of MIMO.Key W ords: MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) channel capacity随着信息技术，尤其是互联网技术的迅猛发展，信息的载体形式由传统的文字形式向多媒体形传统的无线通信系统是采用单一发射天线和单一接收天线的通信系统，即所谓的SISO天线系统。

稀疏阵列mimo天线matlab仿真

稀疏阵列mimo天线matlab仿真稀疏阵列MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）系统是一种利用多个天线进行传输和接收的技术，可以有效提高通信系统的传输速率和可靠性。

在稀疏阵列MIMO系统中，天线之间的间距较大，形成了一个“稀疏”分布的阵列。

本文将介绍稀疏阵列MIMO系统的原理，并通过MATLAB仿真来验证其性能。

稀疏阵列MIMO系统的基本原理是利用空间信道的多径传输来增加传输路径和信道容量。

通过多个天线进行信号传输和接收，可以实现空间分集和空间复用的效果，从而提高系统的传输速率。

与传统的天线阵列相比，稀疏阵列的天线间距较大，可以减少阵列间的干扰，提高系统的可靠性和性能。

稀疏阵列MIMO系统在无线通信、雷达、无人机通信等领域具有广泛的应用前景。

为了验证稀疏阵列MIMO系统的性能，可以利用MATLAB进行仿真。

首先，需要建立稀疏阵列MIMO系统的模型。

模型包括天线阵列的布局、信道模型的建立、发送和接收信号处理等。

通过设置好参数和信道条件，可以进行系统的仿真实验。

在MATLAB中，可以利用MIMO通信工具箱进行稀疏阵列MIMO系统的建模和仿真。

首先，需要定义阵列的几何布局和天线的数量。

根据阵列的布局和天线的坐标，可以计算出天线之间的距离、角度等信息。

然后，需要定义信道模型和路径损耗模型，包括多径传输、衰落模型等。

根据信道模型，可以计算出信道增益和相位差等信息。

在稀疏阵列MIMO系统中，常用的传输技术是空时编码（STC）和垂直波束成形（VBF）。

可以分别计算出两种传输技术的系统容量和误码率，以评估系统的性能。

在进行仿真实验之前，还需考虑天线之间的互相干扰问题。

由于天线之间的间距较大，可以采用空间滤波和天线选择技术来减小干扰。

通过优化天线权重和信号处理算法，可以实现稀疏阵列MIMO系统的性能优化。

通过MATLAB的仿真实验，可以得到稀疏阵列MIMO系统在不同信道条件下的性能曲线。

等增益合并技术(EGC)系统仿真

安徽理工大学电子信息专业毕业设计摘要无线通信的终极目标是提供广泛的个人和多媒体通信。

无线通信新业务的不断增长，使得无线频谱资源日益匮乏，为了满足未来移动通信系统大容量、高速率的需求，提高频谱利用率，学术界提出了多天线发送和多天线接收的多输人多输出(MIMO)系统的概念.理论研究表明，MIMO系统可以大幅度提高信道的容量。

要实现一个MIMO系统,优良的接收技术是非常必要的，所用到的参数远多于传统单输人单输出(SISO)的信道，因此接收端检测算法复杂度明显增加.单天线发送多天线接受（SIMO）是MIMO的一个特例，也是本论文所依据的通信模型。

本文主要内容安排如下：第一章简要介绍了MIMO系统和天线分集接收技术，并概括了本文的研究工作。

第二章简要介绍了四种接收机分集技术，并重点介绍等增益合并技术（EGC）和最大比合并技术（MRC）。

第三章介绍了MATLAB语言的用法。

第四章通过计算机模拟得到采用不同数目的接收天线时，在接收端采用等增益合并技术（EGC）时的系统性能。

第五章本文的结论。

关键词：多输人多输出系统(MIMO)，分集技术，等增益合并（EGC），最大比合并（MRC）ABSTRACTThe ultimate goal of future wireless communications is to provide universal perso- nal and multimedia communications. With the growing demand for new services of wir- eless communications, the wireless frequency resources are becoming infrequent. The e- mergence of multiple-input multiple-output (MIMO) technology meets the demand of m- ultimedia applications and high speed wireless access. Researches indicate that the MIMO can improve the performance of wireless system prominently, such as system capacity, data rate, and frequency efficiency. To develop a MIMO system, brilliant technology of receiver is necessary ,MIMO channel estimation approaches are more complex than SISO channel, this leads to the complexity of the receiver.Single-input multiple-output is a specialty of MIMO. It is also the system model in my thesis.Chapter 1:overviews the MIMO system and presents a brief review of antenna diversity reception .We also narrate the architecture of this work.Chapter 2:overviews four types of antenna diversity reception, especially Equal Gain Combing(EGC) and Maximal Ratio Combing(MRC).Chapter 3:give a introduction of MATLAB language.Chapter 4:use computer to check the performance of EGC when use different numbers of antenna.Keywords: multiple-input multiple-output (MIMO), antenna diversity reception, Equal Gain Combing (EGC), Maximal Ratio Combing (MRC)目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (5)1.1MIMO系统的概念及发展状况 (5)1.2实用空间分集技术简介 (7)1.3论文内容简介 (9)第二章接收机分集技术 (10)2.1四种接收机分集技术简介 (10)2.1.1 选择式合并（Selection Combing） (10)2.1.2 开关式合并(Switched Combing) (10)2.1.3 最大比合并(Maximal Ratio Combing) (11)2.1.4 等增益合并(Equal Gain Combing) (11)2.2等增益合并的具体算法 (11)2.3最大比合并的具体算法 (14)第三章MATLAB语言的原理简介 (17)3.1MATLAB语言的由来 (17)3.2MATLAB语言与其他语言的异同 (18)3.3实现卷积码性能仿真要用到的MATLAB语句 (19)3.4、MATLAB的仿真工具SIMULINK (24)第四章等增益合并的计算机模拟性能 (26)4.1系统框图 (26)4.2程序设计 (26)4.2.1 采用2根接收天线时的性能模拟 (26)4.2.2 采用4根天线时的性能模拟 (28)4.2.3 采用6根天线时的性能模拟 (30)第五章结束语 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第一章绪论无线通信，特别是移动通信在过去的几十年里经历了从模拟通信到数字通信、从FDMA到TDMA再到CDMA的发展过程，前后已经经历了三次技术更新。

多天线实验指导书

实验十二多天线一、实验目标本实验主要是利用LabVIEW软件和USRP硬件来搭建 2x2多输入多输出(MIMO)系统。

通过对多天线收发原理的掌握，编写出空时分组编码（STBC）的编解码程序，实现视频和图片的传输，从而加深对多天线技术相关内容的理解以及通信过程中的符号同步、帧同步、载波同步和信道估计等技术的认识。

二、实验介绍多输入多输出(MIMO)技术是无线通信领域的重大突破，它利用空间中增加的无线传输信道，在发送端和接收端采用多天线同时收发信号。

由于各发射天线同时发送的信号占用同一个频带，所以并未增加带宽，因而能够成倍的提高系统的容量和频谱利用率。

多输入和多输出既可以来自于多个数据流，也可以来自于一个数据流的多个版本，因此各种多天线技术都可以算作MIMO技术，如图1所示。

图1 MIMO技术分类1、STBC编码空时编码技术是一种建立在MIMO技术的基础上来提高系统性能的编码技术，最早源于Alamouti提出的基于两发射天线的空时发射分集方案，其实质上是将同一信息经过正交编码后从多根天线上发射出去，所形成的多路信号由于具有正交性，因此接收端就能够将这些多路独立的信号区分出来，只需要做简单的线性合并就可以得到满分集增益。

假设发送两个符号1x ，2x ，将其按（1）方式编码，经编码后的符号分别从两根天线上发送出去：在第一个发射周期里，分别从第一根天线和第二根天线上同时发送符号1x ，2x ；在第二个发射周期中，从第一根天线和第二根天线上同时发送符号2x *-，1x *，。

也就是说，x 的第一列表示第一时刻从不同天线发送出去的信号，x 的第一行表示从第一根天线在不同时刻发送出去的信号，依次类推。

1221x x x x x **⎡⎤-=⎢⎥⎣⎦（1） 2、STBC 接收本实验的空时分组译码方案是利用最大比值合并接收方法进行空时分组译码，其原理是：假设天线端发送的数据a,b ；经过空时分组编码后为：-[]a b x b a **= （2）假设估计出的信道参数矩阵为：11122122[]h h h h h = （3）ijh 表示第i 根接收天线收到第j 根发送天线数据的传输信道参数。

微波天线无线传输综合实践实验三无线传输信道仿真.

随机变动 Random variation
由移动台周边散射物对电波的反射，折射与散射，这些波的相互干涉使得接收功率产生瞬时的变动．
电波传播的理解
多径衰落 Multipath fading 遮挡衰减 shadowing
约1 m
约100 m
距离衰减 Path loss
基站 Base station
用于短路径通信。
主要的电波传播方式
地面波传播
电波沿着地球表面传播的方式为地面波传播。
地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，很快减弱（波长越短，减弱越快），因而传播距离不远。但地波不受气候影响，可靠性高。超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传
播的。短波近距离通信也利用地波传播。
主要的电波传播方式
距离 Distance
电波传播模式的理解
依据收发信机之间距离的传播衰减.
电波的传播是扩散传播的，其衰减随基站和移
动台之间的距离增大而增大．
遮挡
Shadowing
所谓遮挡，是由于基站和移动台之间的大型的
建筑物对电波的遮挡而发生的到达移动台周边的信
号功率缓慢变动的现象．平均接受功率大体上以数
十米到数百米的周期的不规则的变动．变动幅度依据于是基站和移动台之间的地形地物的形态构造．
f D Hz
f D Hz
接收信号的数学表达方式
发信信号
st (t ) At (t ) cos2fct (t ) 2P t cos2fct (t )
接收信号
sr (t ) Ar (t ) cos2f ct (t ) (t )
发信功率接收功率的关系
发射功率
遮挡衰减

MIMO信道仿真模型比较及其验证

MIMO信道仿真模型比较及其验证赵雄文;高波【摘要】建立在几何上的WINNER模型和COST2100随机信道模型是第四代(4G)移动通信MIMO(multi-input multi-output,多输入多输出)信道仿真中两个最为典型的仿真模型,在4G信道仿真中得到广泛应用.由于WINNER模型和COST2100模型不同的物理机制,还缺乏对这两种模型的比较和在具体应用场景下的有效性和契合度的研究.在室内环境中开展了WINNER模型和COST2100信道仿真比较与验证研究,在视距和非视距的情况下,对信道的功率时延谱、莱斯因子、信道容量、时延扩展和角度扩展等信道特征参数进行仿真对比,再利用实际测试数据的分析结果作为佐证,验证两个模型的契合度以及模型的实用性.【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2016(032)002【总页数】8页(P75-82)【关键词】WINNER信道模型;COST2100信道模型;功率时延谱;莱斯因子;信道容量;时延扩展;角度扩展【作者】赵雄文;高波【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206;东南大学移动通信国家重点实验室,江苏南京210096;华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TN011由于第四代（fourth generation，4G）移动通信链路和系统仿真的需要，基于几何的随机信道模型的研究近年来一直是信道建模领域的研究热点［1］。

如3GPP标准提出了MIMO空间信道模型（spatial channel model，SCM）［2］，欧洲4G WINNER［3］项目将SCM进行扩展，得到SCME（SCM extension）。

SCME由原来支持的5 MHz信道带宽扩展到100 MHz，载频由2 GHz扩展到6 GHz。

随着WINNER模型的升级和完善，其仿真模型已成为ITU-R［4］和3GPP 标准化的重要组成部分之一。

应对MIMO信道建模和仿真测试遇到的挑战

目录
简介 ....................................................................................................... 3 回顾 MIMO 技术 ..................................................................................... 4 多天线技术 ......................................................................................... 5 无线标准中的 MIMO ......................................................................... 12 信道相关对 MIMO 性能的影响 .......................................................... 13 在仿真 MIMO 信道时遇到的挑战 ....................................................... 14 MIMO 信道概述 .................................................................................... 16 无线传播特性 .................................................................................... 17 宏观 (慢) 衰落 .................................................................................... 18 MIMO 信道相关 ................................................................................... 35 空间相关 ........................................................................................... 35 天线极化相关 .................................................................................... 37 空间相关与天线极化相关的组合 ....................................................... 40 按路径相关与按信道相关 .................................................................. 44 MIMO 的理论信道容量 ...................................................................... 45 配置信道仿真仪以实现所需的相关 ................................................... 46 将信噪比应用于 MIMO 信道 .............................................................. 48 使用 PXB 配置符合标准的 MIMO 信道 ................................................ 52 相关文献 .............................................................................................. 54 附录 A: MIMO 信道容量的理论模型 ..................................................... 55 附录 B: 不相关、相关 MIMO 信道的信噪比 (SNR) .............................. 58

分布式MIMO系统天线选择对信道容量的影响

２０ＳｉｅｈＥｇｇ０６ｃ．Ｔｃ．ｎｎ．
通信技术
分布式ＭＩＭＯ系统天线选择对信道容量的影响
李佳伟漆兰芬
（华中科技大学电子与信息工程系，武汉４０７）３０４
摘要
研究了分布式多输入多输出系统的信道容量，对信道非满秩情况进行讨论，分析了天线选择对于信道容量的影响。对
通信作者简介：兰芬（９６一）女，漆１３，华中科技大学，授，教博士生导师。研究方向：微波、米波理论与技术，米波集成电毫毫路及系统应用，无线通信，智能天线，电磁环境与电磁兼容等，Ｅ－
ｍａｌＬｆｉｍａｌｈｓ．ｄ．ａｉ：ｑ＠ｉ．ｕｔｅｕｃ。
ｌｅｗ２６１３ｔｍ。ｅｊｌ０＠６．ｏ
其中ｓｔ和ｚｔ分别是Ｍ× 维发送信号和加性高（）（）１
斯白噪声矢量。Ｈ（）与距离矢量ｄｄ＝［。：ｄ是（ｄｄ…
ｄｒ）有关的ＭＭＩＯ信道矩阵。其中ｄ是终端到第ｉ
ｉ天线簇的距离。由于天线簇内子单元间距离较个近，以认为移动终端的任意子天线到同一天线簇可内的每个天线单元之间路径损耗特性参数相同。ＭＩＭＯ信道矩阵可以表示为Ｈ（）＝［（。。ｄＨｄ）…ＨＮｄ）（］（）２
１分布式ＭＭＩＯ信道模型和容量
１ ห้องสมุดไป่ตู้ 信道模型．

MIMO系统的原理及容量分析

MIMO系统的原理及容量分析MIMO (Multiple Input Multiple Output)系统是一种利用多个天线实现的无线通信系统。

相对于传统的单输入单输出（SISO）系统，MIMO系统可以显著提高信号传输的质量和容量。

本文将介绍MIMO系统的原理以及容量分析。

MIMO系统的原理是利用多个天线在发射端和接收端之间实现多路径信号的传输和接收。

与SISO系统相比，MIMO系统可以同时发送和接受多个独立的数据流。

通过多个天线同时工作，MIMO系统可以在相同的频谱带宽和发射功率下实现更高的数据传输速率和更好的抗干扰能力。

在MIMO系统中，发射端将输入的数据流通过独立的天线发送，接收端则通过多个天线接收到来自不同路径的信号。

每个接收天线可以接收到与发射天线相对应的信号，这些信号在传输过程中经历了不同的路径和衰减。

接收端通过对接收到的信号进行处理和合并，可以恢复出原始的信号流，从而提高系统的容量和性能。

MIMO系统的容量分析是评估系统的性能和限制的关键方法。

MIMO系统的容量主要由两个因素决定：空间多样性和信道状态信息。

空间多样性是指通过使用多个天线来利用信号在空间中的不同路径，从而提高系统的信号传输质量。

信道状态信息是指发送和接收端对信道状况的了解，包括信道增益、相位等信息。

MIMO系统的容量可以通过计算信道容量来评估。

信道容量表示在给定的信号传输条件下，所能达到的最大数据传输速率。

对于MIMO系统，信道容量可以通过计算信道的奇异值分解（SVD）来获得。

通过SVD分解，可以将原始信道分解为多个独立的子信道，每个子信道都具有不同的信道增益。

系统的总容量等于各个独立子信道容量的总和。

对于一个MIMO系统，其容量与天线的数量、信道状况和调制方式等因素密切相关。

通常情况下，增加天线的数量可以提高系统的容量。

在理想的条件下，如果天线数量等于信道的最小维度（最小值为发射端和接收端天线数量的较小值），则可以实现系统的最大容量。

MIMO信道建模仿真与容量研究

参考文献［］３。具体如图１图６示。不同的极化～所方式下，频率对容量的影响不同，而且由于是在
点之间的径向距离。为径向方向ｒ与正方向之
间的夹角，为径向ｒｏ平面内的投影与轴正：ｙ￣ｘ方向之间的夹角。
２１ＬＳ．Ｏ下仿真图
功率跟距离的关系
、
‘
．
带宽为１０Ｍ的情况下的仿真，算是宽带的情况．００所以容量随着频率的变化会有不同的衰落．出现
了浮动，符合ＭＩ信道频率选择性衰落的特性，ＭＯ
在接收点将能到达的有效的各射线合并，从而实
现传播预测。射线跟踪技术还可以结合天线的辐射图．分别的考虑辐射图对每条射线的影响。在射线跟踪技术中最重要的就是射线路径的确定，而利用镜像法可以简单有效的解决这个问题，比较适用于室内无线传播的环境，这也是本文选自镜像法的原因，本文研究的基础就是射线跟踪中
＝
一
（）３
１．容量的归一化处理４
在用射线追踪方法进行计算时．必须进行归化的处理，目的是为了平衡距离因素引起的容
Ｎｏ
量损失，体过具程为：求ｈ ∑、．．先，／ｅｅ＝百Ｊ

MIMO无线信道建模分析与仿真实现

MIMO无线信道建模分析与仿真实现MIMO无线信道建模分析与仿真实现摘要：近年来，随着无线通信技术的迅猛发展，MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术逐渐成为无线通信领域的热门研究方向之一。

本文通过对MIMO无线信道的建模分析与仿真实现进行研究，探讨了MIMO技术的基本原理、信道模型和系统性能评价等关键问题，为今后在MIMO技术研究领域的进一步深入工作提供了重要的参考。

一、引言随着电子设备的普及和无线通信需求的增加，无线通信技术的研究与应用也日益重要。

MIMO技术作为一种提高无线通信系统传输速率和可靠性的重要技术手段，受到了广泛的关注。

MIMO技术的基本原理是利用多个天线来传输和接收信号，并通过合理的处理和信号分配方式来提高系统的性能。

本文主要通过建模分析和仿真实现来探讨MIMO无线信道的基本特点和系统性能。

二、技术概述1. MIMO技术的原理MIMO技术利用多个发射天线和接收天线，通过多个独立的信道传输数据，从而提高了系统的传输速率和可靠性。

MIMO技术主要包括空时编码和空分复用两种方式。

2. MIMO信道建模MIMO信道建模是对信号在无线信道中传输过程进行描述的数学模型。

常用的MIMO信道模型有瑞利信道模型、高斯信道模型和纯频率选择性信道模型等。

本文主要以瑞利信道模型为例进行分析和仿真。

三、MIMO无线信道的建模分析1. 瑞利信道模型介绍瑞利信道模型是一种广义的无线信道模型，能够较好地描述实际无线信道中的多径效应。

瑞利信道模型的特点是具有时变性、时延离散性和频谱选择性。

2. 瑞利信道模型的数学描述瑞利信道模型可以通过复信道增益矩阵和复高斯白噪声进行描述。

复信道增益矩阵是一个矩阵，每个元素代表了信号在不同天线之间的传输增益；复高斯白噪声模拟了信道中的噪声干扰。

3. MIMO信道容量分析MIMO信道容量是衡量MIMO系统传输速率的重要指标。

通过对瑞利信道模型进行分析，可以得到MIMO信道的容量公式，并测量系统的信道容量。

MIMO系统无线信道容量的实验仿真

图３ＳＩＳＯ和ＭＩＭＯ信道容量比较图
容量比较图接收元素（，丫＋１，＋２， …ｎ，）与发射信号无关，即信道增益为零。可以认为，通过式（４）得到的等效ＭＩＭＯ信道是由个去耦平（１）在同一信噪比条件下，ＳＩＭＯ系统比ＳＩＳＯ系统容量有一定行子信道组成的，为每个子信道分配的矩阵Ｈ的奇异值相当于信道的提高，其中ＳＩＭＯ（１ × ２）容量约为ＳＩＳＯ容量的１．２倍，ｓＩＭ０（１ｘ４）幅度增益。所以，并行独立信道的总容量为各子信道的容量之和，从容量约为ＳＩＳＯ容量的１．６倍，这和理论结果基本一致。而得出ＭＩＭＯ系统容量为：（２）在同一信噪比条件下，ＭＩＳＯ系统较ＳＩＳＯ系统的容量几乎没有提高，这主要是因为发射总功率被平均分到所有发射天线上，导致各发射天线的功率有所下降，在此情况下，其信道容量变化就不明显。式中，ｗ为各子信道的带宽；Ｐ是在第ｉ个子信道中接收的信３．２ＳＩＳＯ和ＭＩＭＯ的仿真比较与分析下面对Ｓ１ＳＯ、ＭＩＭＯ（２ｘ２）和ＭＩＭＯ（４ｘ４）的确定性信道容量进号功率，Ｐ。Ｐ／ｎ，其中、／为信道矩阵Ｈ的奇异值，Ｐ为发射总功行了仿真比较。假设发射天线和接收天线互不相关，仿真结果如下率，盯为信道系数，则信道容量可写成：图３所示。通过仿真结果分析比较可知：在Ｍ＝Ｎ＝２和Ｍ＝Ｎ＝４的情ＭＩＭＯ系统的信道容量近似为ＳＩＳＯ的２倍和４倍，这一结果ｃ：１ｏｇ～（１＋）Ｂｉｔ／（６）况下，ｎｔｏ－是由于ＭＩＭＯ系统通过空间复用在空间产生了Ｍ条并行的子空间其总的容量等于各个子信道之和，从而大大地提高了信道容从式（６）可以看出，ＭＩＭＯ链路的信道容量很大程度上取决于矩信道，阵Ｈ的秩＾ｙ。可认为，ＭＩＭＯ系统可利用多径这种在传统通信中被量。４结束语认为是有害的因素，创造了多个子空间并行信道，且各发射信号占文章从ＭＩＭＯ系统信道模型人手，采用对信道矩阵进行奇异值用同一频带，因而可在不增加带宽的前提下，通过并行信道传输大分解方法，推导了信道无衰落时ＭＩＭＯ系统的信道容量表达式，并大提高信息传输速率。

室内MIMO无线信道模型和信道容量研究

关性及其容量的影响【ＦｔｅＰＮ等也报道了多元阵列ｌｌｃｒＪｅｈ。天线的互耦对ＭＭＩＯ信道容量的影响［ｌｃｘ２ｅｋ］ｒＢ等研究。Ｃ
无线信道容量的影响，得到一些有用的结论，并通过实验进
行验证，发现修正后的模型同室内无线传输环境相吻合。
畸变可能产生角度分集，提高信道容量，这与参考文
献『，０的结论相一致。９１１
图３描述达波等功率入射不同类型天线单元，在有互
耦情况下，室内ＭＭＩＯ信道容量累积分布曲线。从图３中可以看出，天线的方向性对信道容量的影响不明显，这是
ＣＲ，ｒＣ
＝ｎＣＣＲ
１，
尺
Ｖ／ｒｔ
Ｊ）（）ｄ尸）（
（２）
其中，、是第ｍ根天线和第／７，根天的天线互耦．并根据Ｋｏｅｋｒｒｃｅ积性质．ｎ推导出经互耦补偿后的收发端相关矩阵为：
－－－＝
性无影响的条件以及室内丰富的多径使天线方向性对信道容量的影响不明显等结论。最后，实
１引言
随着天线单元数目日益增加与天线系统持续小型化发展，天线单元的间距不断减小．天线互耦逐渐成为影响
并辅佐实验来验证，但忽略由于工程条件限制而带来天线单元间的互耦以及天线方向性对室内ＭＭＩＯ信道容量的
信道容量是一个随机变化量．１０次，迭代００得到信０
道的中断容量。考虑只有散射时的情况，其他均采用参考
文献ｆ中的条件。４］
从图２中可以看出考虑互耦补偿和参考文献『忽４仲

MIMO信道容量的研究与仿真

１５
信息通信
定，则该信道容量可以表示为：（7）
可以看出，SIMO 信道与 SISO 信道相比获得了 n 倍的分集增益。
假定信道系数服从瑞利分布，蒙特卡洛迭代次数为 10000，接收天线分别取 1,2,4,6,8 根，信噪比为 10dB，进行仿真，该信道容量的仿真结果如图 2 所示。可以看出随着接收天线数的增加（从左到右），信道容量也增加了，但是如果天线数已经很大，这时再增加天线的数量，信道容量的改善也不是很大。
MIMO 信道容量的研究与仿真
张蓥，赵慧元，喻武龙（北京理工大学珠海学院，广东珠海 519085）
摘要：MIMO 技术可以在不增加带宽和发射功率的情况下提高信道容量和频谱利用率。本文使用 MATLAB 建立 SISO、 SIMO、MISO、MIMO 等无线信道，进行综合仿真并分析。通过仿真，我们得知，MIMO 不但能有效地提高信道的容量，同时可以改善信道的平均信道容量和中断信道容量。关键词：MIMO；信道容量；仿真中图分类号：TN919.72 文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2012）01-0015-03
张蓥等：MIMO 信道容量的研究与仿真
对于不同发送天线方案，由于发射机事先不知道信道的状态信息，无法在多根发送天线中采用波束形成技术和自适应分配发射功率，因此系统平均容量没有改善，而中断容量却得到了改善，但这种改善效果随着天线数增加而很快趋于饱和。 2.4 MIMO 系统信道的容量
多输入多输出（MIMO）信道，即发射端有 m 根天线，接收端有 n 根天线，发射端在不知道传输信道的状态信息条件下，如果信道的幅度固定，则该信道容量可以表示为：
同的参数进行仿真后得到各自的信道容量累积分布曲线，如

分布式天线系统MIMO信道容量分析

分布式天线系统MIMO信道容量分析一、内容综述随着无线通信技术的不断发展，分布式天线系统(Distributed Antenna System,DAS)已经成为现代通信系统中的重要组成部分。

特别是在MIMO(多输入多输出)技术的应用背景下，分布式天线系统为提高系统性能和频谱效率提供了有力支持。

本文将对分布式天线系统的MIMO信道容量分析进行全面梳理，旨在为相关领域的研究者和工程师提供一个理论参考和实践指导。

首先本文将介绍分布式天线系统的基本概念、组成结构以及其在MIMO通信中的优势。

在此基础上，针对MIMO信道容量分析的基本原理和方法进行详细阐述，包括信道容量的定义、计算公式、性能指标等。

此外本文还将重点讨论分布式天线系统在MIMO通信中的信道建模方法，如香农费诺方程、高斯谢泼德方程等，以及这些模型在实际应用中的局限性和改进策略。

其次本文将对分布式天线系统的MIMO信道容量进行深入研究，包括单用户和多用户两种场景下的信道容量分析。

针对单用户场景，本文将探讨分布式天线系统如何通过引入阵列自适应技术和空间分集技术来提高信道容量；而对于多用户场景，本文将研究分布式天线系统如何利用波束形成技术、空时分组码(SpaceTime Block Coding,STBC)等技术来实现多用户同时传输和共享信道资源，从而提高整体系统性能。

本文将结合国内外相关研究成果，对分布式天线系统的MIMO信道容量分析进行总结和展望。

通过对现有理论研究和实际应用的分析，本文将提出一些有针对性的建议和发展方向，以期为进一步推动分布式天线系统在MIMO通信中的应用和发展提供理论支持和技术指导。

1.1 背景介绍随着无线通信技术的飞速发展，多输入多输出(MIMO)技术已经成为现代无线通信系统的重要组成部分。

MIMO技术通过在发射和接收天线之间引入多个天线，极大地提高了无线通信系统的频谱效率、抗干扰能力和数据传输速率。

然而随着MIMO系统容量的提高，信道容量分析变得越来越复杂，尤其是在分布式天线系统中。

通信原理课程设计----多径信道对信号影响的仿真和分析

课程设计课程设计名称：通信原理课程设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计时间：1 需求分析给定单频信号，使其经过多径信道，观察信号的变化，分析多经信道对传播信号的影响。

本次课程设计要求分析多径信道对信号的影响，信号选用单频信号，选中20条衰减相同，时延的大小随时间变化的路径。

任务要求如下：1．用MATLAB产生一个幅度为1、频率为10Hz的单频信号，使其经过20条路径传输，设这20条路径的衰减相同，但时延的大小随时间变化，每径时延的变化规律为正弦型，变化的频率从0-2Hz随机均匀抽取。

仿真其输出波形及频谱。

2．分析多径信道对传输信号的影响。

2 概要设计↓↓↓此次课程设计是关于信号经过多径传输后变化的分析，所用的仿真软件是matlab，多径传播对信号的影响称为多径效应，会对信号传输质量造成很大的影响。

本次课程设计是考察多径信号对单频正弦信号产生频域弥散的验证。

所使用的主要函数如下：1.si=a0*cos(2*pi*f0*t)。

此函数是用来产生单频信号。

2.r=rand(1,20)*2。

此函数用来产生随机的时延。

3.sf=fft(s)。

此函数用来把时域变换到频域。

4.for end。

此函数用来产生循环，计算多次时延。

5.abs（n）。

此函数用来得出绝对值。

3 运行环境硬件环境：win7/windows xp/软件系统：Matlab软件4 开发工具和编程语言开发工具：MATLAB 7.1软件语言：Matlab编程语言5 详细设计多径效应指电波传播信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。

在实际的包含所有频率的无线电波传播信道中，常有许多时延不同的传输路径。

各条传播路径会随时间变化，参与干涉的各分量场之间的相互关系也就随时间而变化。

由此引起合成波场的随机变化。

从而形成总的接收场的衰落。

因此多径效应是衰落的重要原因。

在此对多径效应对单频信号的影响进行仿真分析。

设计的思想原理比较简单，首先需要产生一个单频信号，然后经由多径信道时延传输，得出传输后结果，最后对结果进行分析。

多天线系统信道容量问题的研究的开题报告

多天线系统信道容量问题的研究的开题报告一、研究背景随着移动通信技术和无线通信技术的不断发展，多天线系统逐渐被广泛应用于现代通信系统中。

多天线系统可以有效提高系统的信道容量，增强信号的抗干扰能力和增加网络的可靠性，但是多天线系统的信道容量问题长期以来一直是一个备受关注的研究问题。

二、研究目的本文的研究目的是对多天线系统的信道容量进行深入研究，探究在多用户环境下，多天线系统的信道容量特性，寻找提高多天线系统信道容量的方法。

三、研究内容本文将重点研究以下内容：1.多天线系统的基本原理及其信道模型。

2.多用户环境下，多天线系统的信道容量特性分析，探究信道容量与系统参数（如天线数目、用户数目、信噪比等）之间的关系。

3.提出提高多天线系统信道容量的方法，包括选择合适的调制方式、相应的信道预处理、最优天线选择等。

4.通过模拟实验，验证理论分析结果，分析多天线系统的信道容量优化效果。

四、研究意义本文对于多天线系统的信道容量问题进行深入研究，可以为多天线系统的设计与优化提供科学的参考，对于提高无线通信的质量和可靠性，推动无线通信技术的发展具有重要的实际意义。

五、研究方法本文采用理论分析与模拟实验相结合的方法，通过理论分析得到多天线系统的信道容量特性和优化方法，然后通过模拟实验验证理论分析结果，并对多天线系统的信道容量进行性能分析。

六、论文结构安排本文将分为五个部分：第一部分：绪论，介绍多天线系统信道容量的研究背景、研究目的、研究内容、研究意义和研究方法。

第二部分：多天线系统的信道模型与信道容量分析，对多天线系统的信道模型进行介绍，并分析多天线系统的信道容量特性。

第三部分：多天线系统信道容量的优化方法，提出了多种优化方法，包括调制方式选择、信道预处理、最优天线选择等。

第四部分：模拟实验，通过模拟实验验证理论分析的结果，并分析多天线系统的信道容量优化效果。

第五部分：总结与展望，总结本文的研究成果，给出未来研究的方向和建议。