主要内容

空间多路复用

这个例子展示了空间复用方案,分为独立的子数据流,每个传输天线使用一个。因此,这些计划提供一个多路复用增益和不需要显式正交化作为空时分组编码的需要。

空间多路复用需要强大的解码技术的接收机。许多提出的(1),这个例子强调了两个命令连续干扰消除(原文如此)检测方案。这些计划类似于原始的贝尔实验室分层时空(爆炸)技术按[2]、[3]。

旁白的好处的例子使用了基本2 x2 MIMO系统采用两个传输和两个接收天线。对于一个未编码的QPSK调制系统它雇佣了平坦瑞利衰落独立收发两用链接。在接收端,我们假设完美的信道知识没有反馈传感器,即。,一个开环空间复用系统。

的例子显示了两个非线性干扰消除方法——Zero-Forcing (ZF)和最小均方误差(MMSE) -象征取消和比较它们的性能与最大似然(ML)最佳接收机。

模拟

我们首先定义一些常见的模拟参数

N = 2;%的发送天线数量M = 2;%的接收天线EbNoVec = 2:3:8;% Eb在dB /不modOrd = 2;%星座大小= 2 ^ modOrd

并建立仿真。

%创建一个本地随机流使用随机数生成器%可重复性。流= RandStream (“mt19937ar”);%创建相移键控调制和解调系统对象pskModulator = comm.PSKModulator (“ModulationOrder”2 ^ modOrd,“PhaseOffset”0,“BitInput”,真正的);pskDemodulator = comm.PSKDemodulator (“ModulationOrder”2 ^ modOrd,“PhaseOffset”0,“BitOutput”,真正的);从EbNo %计算信噪比为每个独立的传输链路snrIndB = convertSNR (EbNoVec,“ebno”,“BitsPerSymbol”,modOrd);snrLinear = 10 ^ (0.1 * snrIndB);%创建误码率计算系统对象三种不同的接收器zfBERCalc = comm.ErrorRate;mmseBERCalc = comm.ErrorRate;mlBERCalc = comm.ErrorRate;%获得所有钻头和符号组合毫升接收器allBits = int2bit (0:2 ^ (modOrd * N) 1, modOrd * N);allTxSig =重塑(pskModulator (allBits (:)), N, 2 ^ (modOrd * N));%预先分配变量来存储系统结果的速度[BER_ZF, BER_MMSE BER_ML] =交易(0(长度(EbNoVec), 3));

下面的仿真循环同时评估三个接收机的误码性能方案为每个Eb /不使用相同的数据和信道实现价值。短程Eb /不用于模拟值。结果一个更大的范围内,使用相同的代码,稍后给出。

%建立图可视化系统的结果无花果=图;网格;持有;ax = fig.CurrentAxes;斧子。YScale =“日志”;xlim ([EbNoVec (1) -0.01 EbNoVec(结束)]);ylim ([1 e - 3]);包含(“Eb /不(dB)”);ylabel (“方方面面”);fig.NumberTitle =“关闭”;fig.Renderer =“zbuffer”;fig.Name =空间多路复用的;标题(“2 x2未编码的正交相移编码系统”);集(图,“DefaultLegendAutoUpdate”,“关闭”);%循环选择EbNo点idx = 1:长度(EbNoVec)%重置误码率计算系统对象重置(zfBERCalc);重置(mmseBERCalc);重置(mlBERCalc);(BER_ZF (idx, 3) < 1 e5) & & ((BER_MMSE (idx, 2) < 100) | |(BER_ZF (idx, 2) < 100) | | (BER_ML (idx, 2) < 100))%创建随机位向量来调节味精=兰迪(流,[0,1],[N * modOrd, 1]);%调整数据txSig = pskModulator(味精);%平坦瑞利衰落信道与独立的链接rayleighChan = (randn(流,M, N) + 1我* randn(流,M, N)) /√(2);%添加噪声褪色的数据rxSig = awgn (rayleighChan * txSig snrIndB (idx), 0,流);% ZF-SIC接收机r = rxSig;H = rayleighChan;%假设完美的信道估计%初始化estZF = 0 (N * modOrd, 1);orderVec = 1: N;k = N + 1;%开始ZF调零循环n = 1: n%减少H删除最后一个解码符号的影响H = H (:, (1: k - 1, k + 1:结束]);%减少订单相应的向量orderVec = orderVec (1, 1: k - 1, k + 1:结束]);%选择下一个符号解码G = (H ' * H)、眼睛(n n + 1);%一样发票(H * H),但速度更快(~ k) = min(诊断接头(G));symNum = orderVec (k);%硬解码所选的象征decBits = pskDemodulator (G (k,:) * H * r);estZF (modOrd * (symNum-1) + (1: modOrd)) = decBits;%减去最后解码符号r的影响如果n < n r = r - H (:, k) * pskModulator (decBits);结束结束% MMSE-SIC接收机r = rxSig;H = rayleighChan;%初始化estMMSE = 0 (N * modOrd, 1);orderVec = 1: N;k = N + 1;%的患者开始调零循环n = 1: n H = H (:, (1: k - 1, k + 1:结束]);orderVec = orderVec (1, 1: k - 1, k + 1:结束]);%的顺序算法(矩阵G计算)是唯一的区别% ZF-SIC接收机G = (H * H + ((n n + 1) / snrLinear (idx)) *眼(n n + 1)) \眼睛(n n + 1);(~ k) = min(诊断接头(G));symNum = orderVec (k);decBits = pskDemodulator (G (k,:) * H * r);estMMSE (modOrd * (symNum-1) + (1: modOrd)) = decBits;如果n < n r = r - H (:, k) * pskModulator (decBits);结束结束%毫升接收机r = rxSig;H = rayleighChan;(~ k) = min(总和(abs (repmat (r, [1、2 ^ (modOrd * N))) - H * allTxSig)。^ 2));estML = allBits (:, k);%更新系统BER_ZF (idx:) = zfBERCalc(味精、estZF);BER_MMSE (idx:) = mmseBERCalc(味精、estMMSE);BER_ML (idx:) = mlBERCalc(味精、estML);结束%绘制结果semilogy (EbNoVec (1: idx), BER_ZF (1: idx, 1),的r *,EbNoVec (1: idx) BER_MMSE (1: idx, 1),“波”,EbNoVec (1: idx) BER_ML (1: idx, 1),“gs”);传奇(“ZF-SIC”,“MMSE-SIC”,毫升的);drawnow;结束%画线semilogy (EbNoVec BER_ZF (: 1),的r -,EbNoVec BER_MMSE (: 1),“b -”,EbNoVec BER_ML (: 1),“g -”);持有;

我们观察到毫升接收机性能是最好的后跟MMSE-SIC ZF-SIC接收器,也看到在4]。接收机的复杂度,毫升与发射天线的数量呈指数级增长而ZF-SIC和MMSE-SIC线性接收器结合连续干扰消除。优化ZF-SIC降低复杂性和MMSE-SIC算法可以发现在5]。

仿真结果比较三个方案更大范围的Eb /不显示下一个值。这些曲线可以衡量多样性订单达到误码率曲线的斜率。

openfig (“spatMuxResults.fig”);

一些地区的进一步勘探将尝试这些方法更多的天线,有或没有信道估计。

选择引用

  1. 艾德。乔治•Tsoulos”MIMO无线通信系统技术”,CRC出版社,佛罗里达州博卡拉顿的2006。

  2. g . j . Foschini“分层的时空架构为无线通信衰落环境中使用多个天线时,“铃系统。1号技术。杂志,1996年,页41-59。

  3. p . w . Wolniansky g . j . Foschini g·d·金·r·a . Valenzuela”V-BLAST:架构实现非常高的数据速率在丰富的散射无线频道,“1998年无线电科学国际研讨会上信号,系统,和电子产品,Sep.-2 1998年10月29日,页。295 - 300。

  4. 李x h . c .黄Lozano, g . j . Foschini”降低复杂性检测算法系统使用多单元数组”,IEEE®全球电信会议,2000。卷2,2000年11月1日12月27日,页。1072 - 76。

  5. y商和X.-G。夏,“快速递归算法与最优订购V-BLAST SIC检测、“IEEE反式。无线通信,8卷,不。6日,页。2860 - 2865年,2009年6月。