发布时间 : 星期二 文章基于MATLAB的MIMO-OFDMA系统的设计与仿真-毕业论文更新完毕开始阅读53270af2f021dd36a32d7375a417866fb84ac000
南京林业大学本科生毕业设计（论文）
多径衰落信道生成 求均衡矩阵 生成比特 QPSK调制 MMSE均衡 解调 误比特率计算 图3.5 MIMO-OFDM程序框图
一个K发L收的MIMO系统具有K*L条信道。每个发送天线对应有L条信道。程序中可根据需求设置不同的天线数目，OFDM（IFFT）调制点数为64，在每个SNR下，进行1000次仿真，多径数为6，仿真得到的BER曲线如下。
0.16SISO-OFDM 1x10.140.120.10.080.060.040.020 2 Average BER46810SNR(dB)121416
图3.6 SISO-OFDM的BER曲线
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0.14MIMO-OFDM 2x20.12 0.1Average BER0.080.060.040.020 246810SNR(dB)121416
图3.7 MIMO-OFDM的BER曲线
0.14MIMO-OFDM 3x30.12 0.1Average BER0.080.060.040.020 246810SNR(dB)121416
图3.8 MIMO-OFDM的BER曲线
对比SISO系统和MIMO系统下OFDM的BER曲线发现，在相同SNR下，MIMO系统的误码率可近似达到SISO条件下的误码率。对比3.1节的实验结论可得：
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同等条件下，MIMO-OFDM系统具备传输更多信息的能力，且可在不增加误码率的情况下增加信道容量。至此，证明MIMO-OFDM系统能够结合MIMO系统和OFDM系统的优势，是一个值得推行的优良系统。
3.3 基于STBC的MIMO-OFDM系统与仿真
根据MIMO-OFDM系统框图以及STBC实现原理，得出基于STBC的MIMO-OFDM系统结构图如下图3.10所示。发射端的输入信号通过串并转换后分成多路，每一路分别进行信道编码和比特交织。比特交织后的数据进行星座图映射成调制符号，然后通过空时编码进行进一步的分流，进过IFFT变换将各路数据调制到相应的正交子载波上，然后经MIMO信道中的各个发射天线发送到无线通信环境中，接收端的各个天线根据接收到的数据进行相应的步骤进行逆处理，同时取出确知的导频进行信道估计，利用估计的信道矩阵进行空时解码，获得调制后的符号，从而解调出相应的基带信号，最终恢复发送的数据。
发射天线1IFFT发射天线2接收天线1FFT接收天线2FFT空时译码空时编码IFFT...发射天线NMIMO频率选择性衰落...接收天线MIFFTFFT图3.9 基于STBC的MIMO-OFDM的系统框图
同样，利用Matlab对系统的性能进行仿真。子载波数为100，IFFT/FFT长度为512。循环前缀长度为十，发射天线两个，接收天线两个。得到的BER曲线如下图3.10所示。
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0.090.080.070.060.050.040.030.020.010BER246810信噪比(dB)121416
图3.9 基于STBC的MIMO-OFDM的BER曲线
根据3.1节的仿真结果以及空时编码技术、OFDM-MIMO系统的特点，可以得到结论：随着SNR的提高，基于STBC的MIMO-OFDM系统的误码率明显降低，信道容量提高；对比MIMO-OFDM系统中，对于相同数量的接收天线，使用空时编码与不使用空时编码相比，误比特率有了明显的下降，系统性能得到了更好的改善。
3.3 本章小结
本章主要做了仿真与分析。首先分析了不同收发天线下MIMO系统的信道容量，证明MIMO系统的信道容量比SISO系统的信道容量大的多。接着提出相应的MIMO-OFDM系统，并进行系统的性能仿真，得到BER曲线。在相同SNR下，对比OFDM在SISO下和MIMO下的误比特率，发现非常接近。最终得到结论，提出的MIMO-OFDM系统能够在维持误比特率不变的情况下，提高系统容量，也就是说，MIMO-OFDM系统能够在结合了MIMO系统的优势的同时不影响其自身的性能。最后，由空时编码原理出发，提出基于STBC的MIMO-OFDM系统并对其性能进行了仿真。仿真结果表明，加上空时编码能够显著提升系统的性能。
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