【零强化均衡器的MIMO】【BPSK】在瑞利衰落信道中使用零强化均衡器的2x2 MIMO系统(Matlab代码实现)

简介: 【零强化均衡器的MIMO】【BPSK】在瑞利衰落信道中使用零强化均衡器的2x2 MIMO系统(Matlab代码实现)

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    或许,雨过云收,神驰的天地更清朗.......🔎🔎🔎

💥1 概述

使用零强化均衡器的MIMO,描述了在瑞利衰落信道中使用零强化均衡器的2x2 MIMO系统。讨论了多个(两个)发送天线和多个(两个)接收天线形成2x2多输入多输出(MIMO)信道的情况。我们假设信道是一个平坦衰落的瑞利多径信道,调制方式是BPSK。

所使用的均衡方案是零强化。预期地,在瑞利信道中使用BPSK调制的2×2 MIMO系统的模拟结果显示出与在瑞利信道中使用BPSK调制的1×1系统获得的匹配结果。

我们已经讨论了三种单输入多输出(SIMO,也称为接收多样性)方案——选择组合、等增益组合、最大比率组合,以及一种多输入单输出(MISO,也称为发送多样性)方案——Alamouti 2×1 STBC。现在让我们讨论多个发送天线和多个接收天线形成多输入多输出(MIMO)信道的情况。在本文中,我们将限制讨论到2个发送和2个接收天线的情况(形成2×2的MIMO信道)。我们假设信道是一个平坦衰落的瑞利多径信道,调制方式是BPSK。

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image.gif 编辑 其他假设

1. 信道是平坦衰落的——简单来说,这意味着多径信道只有一个传播路径。因此,卷积运算简化为简单的乘法运算。

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1. 正如预期的那样,在瑞利信道中使用BPSK调制的2×2 MIMO系统的模拟结果显示出与在瑞利信道中使用BPSK调制的1×1系统获得的匹配结果。

2. 正如[WIRELESS-TSE, VISWANATH]第3.3节所述,零强化均衡器并不是均衡接收到的符号的最佳方法。零强化均衡器帮助我们实现了数据速率增益,但并没有利用多样性增益的优势(因为我们有两个接收天线)。

3. 我们可能无法在所有信道条件下实现两倍的数据速率改善。可能会出现信道相关的情况(系数几乎相同)。因此,即使我们有两个接收到的符号,我们也可能无法解出两个未知的发送符号。

4. 有人声称可以有接收机结构,使我们既能获得多样性增益又能获得数据速率增益。在未来的帖子中,我们将尝试讨论接收机结构,希望能找到能够帮助我们保持数据速率增益,但仍然从1×1曲线移动到1×2 MRC曲线的方法。:)

📚2 运行结果

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部分代码:

   sMod = kron(s,ones(nRx,1)); %

   sMod = reshape(sMod,[nRx,nTx,N/nTx]); % grouping in [nRx,nTx,N/NTx ] matrix

   h = 1/sqrt(2)*[randn(nRx,nTx,N/nTx) + j*randn(nRx,nTx,N/nTx)]; % Rayleigh channel

   n = 1/sqrt(2)*[randn(nRx,N/nTx) + j*randn(nRx,N/nTx)]; % white gaussian noise, 0dB variance

   % Channel and noise Noise addition

   y = squeeze(sum(h.*sMod,2)) + 10^(-Eb_N0_dB(ii)/20)*n;

   % Receiver

   % Forming the Zero Forcing equalization matrix W = inv(H^H*H)*H^H

   % H^H*H is of dimension [nTx x nTx]. In this case [2 x 2]

   % Inverse of a [2x2] matrix [a b; c d] = 1/(ad-bc)[d -b;-c a]

   hCof = zeros(2,2,N/nTx)  ;

   hCof(1,1,:) = sum(h(:,2,:).*conj(h(:,2,:)),1);  % d term

   hCof(2,2,:) = sum(h(:,1,:).*conj(h(:,1,:)),1);  % a term

   hCof(2,1,:) = -sum(h(:,2,:).*conj(h(:,1,:)),1); % c term

   hCof(1,2,:) = -sum(h(:,1,:).*conj(h(:,2,:)),1); % b term

   hDen = ((hCof(1,1,:).*hCof(2,2,:)) - (hCof(1,2,:).*hCof(2,1,:))); % ad-bc term

   hDen = reshape(kron(reshape(hDen,1,N/nTx),ones(2,2)),2,2,N/nTx);  % formatting for division

   hInv = hCof./hDen; % inv(H^H*H)

   hMod =  reshape(conj(h),nRx,N); % H^H operation

   

   yMod = kron(y,ones(1,2)); % formatting the received symbol for equalization

   yMod = sum(hMod.*yMod,1); % H^H * y

   yMod =  kron(reshape(yMod,2,N/nTx),ones(1,2)); % formatting

   yHat = sum(reshape(hInv,2,N).*yMod,1); % inv(H^H*H)*H^H*y

 

   % receiver - hard decision decoding

   ipHat = real(yHat)>0;

🎉3 参考文献

文章中一些内容引自网络,会注明出处或引用为参考文献,难免有未尽之处,如有不妥,请随时联系删除。

[1]李先锋,景慕甜.无线通信系统中瑞利衰落信道的性能研究[J].信息通信, 2018(5):2.DOI:CNKI:SUN:HBYD.0.2018-05-004.

[2]李光球.相关衰落信道上MIMO系统中组合SC/MRC的性能分析[J].电波科学学报, 2009, 24(1):4.DOI:10.3969/j.issn.1005-0388.2009.01.029.

[3]王慧,虞湘宾,刘涪源,等.瑞利衰落信道上行分布式大规模MIMO系统跨层设计性能分析[J].南京航空航天大学学报:英文版, 2021, 38(6资料获取,更多粉丝福利,MATLAB|Simulink|Python资源获取【请看主页然后私信】

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