MIMO系统中差分空间调制解调matlab误码率仿真

简介: 本项目展示了一种基于Matlab 2022a的差分空间调制(Differential Space Modulation, DMS)算法。DMS是一种应用于MIMO通信系统的信号传输技术,通过空间域的不同天线传输符号序列,并利用差分编码进行解调。项目包括算法运行效果图预览、核心代码及详细中文注释、理论概述等内容。在发送端,每次仅激活一个天线发送符号;在接收端,通过差分解调估计符号和天线选择。DMS在快速衰落信道中表现出色,尤其适用于高速移动和卫星通信系统。

1.算法运行效果图预览
(完整程序运行后无水印)

image.png

2.算法运行软件版本
matlab2022a

3.部分核心程序
(完整版代码包含详细中文注释和操作步骤视频)

```% 循环处理输入数据
for t = [1:size(Xi,2)/len] % 对于每一个符号
% 提取当前符号对应的比特序列
x = Xi(len(t-1)+1:lent);

% 查找并映射比特序列到信号空间
Xt = func_LUT(x,Nt,Wbit);

% 更新发送信号的协方差矩阵
St = Scm*Xt;

% 传输和接收过程
Sigma = 10^(-SNR/10); % 根据信噪比计算噪声方差

% 生成复高斯白噪声
AWGN = sqrt(Sigma/2)*randn(Nr,Nt) + 1i*sqrt(Sigma/2)*randn(Nr,Nt);

% 接收信号
Yt = H*St + AWGN;

% 调用接收器函数处理接收信号
Yout = receiver(Nt, Wbit, Yt, Ycm);

% 将解码的结果拼接到已接收的数据字符串中
Rec = strcat(Rec,Yout);

% 更新发送信号和接收信号的矩阵
Scm = St;
Ycm = Yt;
AI 代码解读

end
% 将接收到的字符串转换成二进制数组
Yout = Rec - '0';
end
mama167

```

4.算法理论概述
差分空间调制(Differential Space Modulation, DMS)是一种应用于多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)通信系统的信号传输技术。DMS利用空间域中的不同天线来传输不同的符号序列,同时通过差分编码来实现信号的解调。

4.1 空间调制原理
空间调制是一种特殊的MIMO传输技术,它不仅利用了信号的幅度和相位信息,还利用了发送天线的选择作为额外的信息维度。在空间调制中,每次仅激活一个天线用于发射信号,而其他天线保持静默。发送天线的选择和发送符号共同构成了一个复合符号。差分空间调制(DMS)是一种特殊的空间调制方案,它使用差分编码来传输信息。在DMS中,发送天线的选择和发送符号的变化都携带信息,但不需要信道估计就能解码。这种特性使得DMS在快速衰落信道中表现良好,因为它不需要精确的CSI。

4.2 发送端模型
假设发送端有Nt个天线,接收端有Nr个天线。在一个给定的时间间隔t,仅有一个天线n(t)被激活,该天线发送符号s(t)。符号s(t)从一个确定的调制集M中选取。在差分空间调制中,发送的符号不是直接由当前的符号决定,而是由当前符号和前一时刻的符号之间的差异决定。因此,实际发送的符号可以表示为:

image.png

4.3 接收端模型
在接收端,接收到的信号可以表示为:

image.png

其中h(n(t),t)是第n(t)个天线在时间t的信道增益,z(t)是加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise, AWGN)。

   差分解调的关键在于利用接收到的信号来估计差分符号Δs(t)和发送天线n(t)。这通常通过比较相邻时间间隔的接收信号来实现。设y(t)和y(t−1)分别是当前时间和前一时间间隔的接收信号,则差分解调器可以表示为:
AI 代码解读

image.png

   差分空间调制是一种有效的MIMO传输技术,它结合了空间调制的优势和差分编码的鲁棒性。通过合理的设计和优化,DMS能够在多种无线信道条件下提供良好的性能。DMS特别适用于那些难以获取准确信道状态信息的应用场景,例如高速移动通信系统和卫星通信系统。
AI 代码解读
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