相关信道下的准正交空时码的性能分析毕业论文(编辑修改稿)

相关信道下的准正交空时码的性能分析毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

()     ThhENTHHENR rNc chcrHrt  11 （ ） 一般而言相关性只是取决于阵列周围的环境因素。 因此当收发两端距离较远时，可以认为收发两端的空域相关性是互相独立的。 既有 Rr与 c 无关， Rt均为 Hermite 矩阵。 基于这样的假设，有 2121* 1211* 2111* 2211 )()()( rrrttttrtrtrtrtrtr RRhhEhhEhhE  () 继而有 RH 可以表示为 Rt和 Rr的 Kronecker 乘积形式，即广泛使用的 Kronecker 相关模型： trH RRR  () 相关信道下的准正交空时码误码率公式 对于瑞利衰落 MIMO 信道随机矩阵 H，若其自相关矩阵为 RH,则在统 计意义下， H 中各元素可以有下式生成： )()( 2/1 WH HvecRHvec  () 其中 2/1. 表示矩阵的平方根， HHH RRR 2/12/1 * ,并且 2/1HR 是 Hermite 矩阵。 （ n 阶复方阵 A的对称单元互为共轭，即 A 的共轭转置矩阵等于它本身，则 A是埃尔米特矩阵（ Hermitian Matrix）。 其中 HW是将信号编码矩阵转化过来的信道编码矩阵。 在信道编码矩阵中加入相关系数矩阵，可有： 华侨大学厦门工学院 毕业设计（论文） 10 2/12/1 tWr RHRH  （ ） 其中 Rr和 Rt分别为接收端的相关矩阵，而 HW是将信号编码矩阵转化过来的信道编码矩阵： 1234*2*1*4*3*3*4*1*24321*12*343412xxxxxxxxxxxxxxxxAAAACJ 得到 43211234*2*1*4*3*3*4*1*23214*3*21 4xxxxhhhhhhhhhhhhhhhhyyyy （ ） 推出信道编码矩阵： 1234*2*1*4*3*3*4*1*24321hhhhhhhhhhhhhhhhH W （ ） 2/12/1 tWr RHRH  () )*(inv * HHR  () )11(*4qo stbc ，RSNRSNR  () 其中 2/1)1,1( HR  ))*((* o s t b c S N Rq o stb csq rte rf cPP  （ ） 求得相关信道下的 Jafarkhan 准正交空时码误码率。 同理可以将 TBH 信号编码转化成信道编码： *1*2*3*42143*3*4*1*2432112343412xxxxxxxxxxxxxxxxAAAACT B H （ ） 得到： 相关信道下的准正交空时码的性能分析 11 4321*1*2*3*42143*3*4*1*2321*43*214xxxxhhhhhhhhhhhhhhhhyyyy （ ） 得到信道编码矩阵*1*2*3*42143*3*4*1*23214hhhhhhhhhhhhhhhh （ ） 同理利用 （ ）、（ ）、（ ） 求得相关信道下的 TBH 准正交空时码误码率。 通过更改 HW前后的相关矩阵分析，两种编码在相关信道下的准正交空时码误码率与独立分布的准正交空时码误码率做对比，以及分析不同相关系数对两种编码 的误码率影响是如何，最后对发送相关接收独立、接收相关发送独立。 发送接收相关做一个分析。 通过仿真来全面的分析相关性对误码率的影响。 华侨大学厦门工学院 毕业设计（论文） 12 第四章 相关信道下的准正交空时码误码率仿真与建模 在此次的实验仿真中使用了 MATLAB 软件进行仿真，通过仿真产生的图形，来分析判断研究结果。 使用 MATLAB 分别对这两种编码进行分别、分类的仿真。 为了使仿真结果更加全面，一共做了 10 组仿真图形。 下面我们对仿真软件 MATLAB 做一个概述。 MATLAB 概述 MATLAB 事美国 MathWorks公司出品的一中用于科学计算、专门以矩阵的形式处理数据的商业数学软件。 MATLAB 将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、算法开发、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作，以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境 [7]。 MATLAB 事矩阵实验室（ Matrix Laboratory）的简称，它和 Mathematica、 Maple 并成为三大数学软件。 MATLAB 事当今国际上科学界最具影响力，也是最有活力的软件。 使用 MATLAB 编程运算与人进行科学计 算的思路和表达方式完全一致， Basic、 Fortran和 C 语言学起来难以掌握，但 MATLAB 不像掌握其他高级语言一般，它使你能够进行高效率和富有创造性的计算，编程效率和计算效率极高，同时大大降低了使用者的数学基础和计算机语言知识的要求，而且还可把精美的图形拷贝和结果在计算机上直接输出，所以它的确为一款高效的科研助手 [8]一推出市场变在美国风靡并流传世界。 Matlab 是一个高级的 矩阵 /阵列语言，它 包含 控制语句、 函数 、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。 用户可以在命令窗口中将输入语 句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（ M文件）后再一起运行 [9]。 新版本的 MATLAB 语言是基于最为流行的 C++语言 基础上的，因此语法特征与 C++语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员 对数 学表达式的书写格式 [10]。 使之更利于非计算机专业的科技人员使用。 而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是 MATLAB 能够深入到科学研究及工程计算各个 领域 的重要原因。 与其他高级语言相比， Matlab 具有以下独特的优势 :首先， Matlab 是一钟跨平台的数学语言。 采用 Matlab 编写的程序可以在目前所有的操作系统上运行；它的程序不依赖计算机类型和操作系统类型 [11]； Matlab 是一种超高级语言，不论是程序的可读性或是编程效率，可移植性、还是可靠性上都大大超过了普通的高级语言，因此在进行科学研究和数值计算首先考虑的语言就是 Matlab；再者， Matlab 的语法简单，编程风格和数学语言描述相类似，是数学算法开发和验证最好的工具。 Matlab 以复数矩阵运算为基础，矩阵是它的基本矩阵，它的功能尤其强大。 但编程却非常简单，而且 Matlab 的计算精度很高。 通常矩阵运算的精度高达 1015 以上，对于普通的工程与科学计算完全可以满足。 与其他语言相比，由于 Matlab 功能强大，所以对计算机内存、硬盘空间也是有较高的要求。 Matlab相关信道下的准正交空时码的性能分析 13 还有强大的绘图功能，二维、三维图形可以有多种形式来表达，除此之外，它还具有强大的动画功能，可以把抽象的数值结果非常直观地表现出来 [12]。 这也是 Matlab 广为流行的重要原因之一， Matlab 使得人们摆脱了计算机编程的繁琐。 相关信道下的准正交空时码误码率的建模与仿真 前面的章节中对准正交空时码的编码和相关信道的概念进行了详细的阐述。 并推导出相关信道下的准正交空时 码的误码率表达式。 现将推导出来的结果编程仿真程序，进行相关信道下的准正交空时分组码的“信噪比 误码率”性能仿真并进行分析。 在下面的仿真中，采用 4根发射天线， 1根接收天线的多输入多输出 MIMO 系统。 TBH 准正交空时码性能仿真 图 41 TBH 准正交空时码与正交空时码误码率性能曲线 如图所示，单入单出的误码率为最高，准正交空时码由于误码率的提高，误码率华侨大学厦门工学院 毕业设计（论文） 14 增加，使得准正交空时码的误码率高于正交空时码，并且正交空时码的误码率为最低。 图 42 TBH 准正交空时码与相 关信道下（相关系数为 ） TBH 准正交空时码误码率曲线 从图 42中仿真结果可以看出相关信道下的准正交空时码的误码率会大于没有加入相关系数的独立分布的准正交空时码的误码率。 由此可以得出在加入相关系数后，准正交空时码的误码率会上升。 相关信道下的准正交空时码的性能分析 15 图 43 不同相关系数的准正交空时码（ TBH）误码率曲线 从图 43的不同相关系数的准正交空时码误码率曲线仿真结果可以看出当准正交空时码的相关系数增加的时候，相应的准正交空时码误码率也会增加。 所以由仿真结果可以得出当相关系数越 大会造成准正交空时码的误码率越高。 华侨大学厦门工学院 毕业设计（论文） 16 图 44 当发送相关或接受相关时误码率曲线（相关系数为 ） 从图中可以看出当发送与接收同时相关的时候准正交空时码的误码率会高于只有发送相关或接收相关的准正交空时误码率。 并且当只有接收相关或者发送相关的时候准正交空时码的误码率曲线重在一起。 相关信道下的准正交空时码的性能分析 17 图 45 当发送相关或接收相关时误码率曲线（相关系数 ） 从图 45与 44 的对比中可以看出当相关信道下的准正交空时码的相关系数偏小的时候，准正交空时码发送与接收同时相关的时候准正交空时码的误码率会与只 有发送相关或者只有接收相关的准正交空时码的误码率差不多。 华侨大学厦门工学院 毕业设计（论文） 18 Jafarkhani 准正交空时码性能仿真 图 46 Jafarkhani 准正交空时码误码率曲线 通过观察图 46仿真结果可以得出，单入单出的误码率仍为最高，准正交空时码由于码率的提高，误码率增加，使得准正交空时吗的误码率高于正交空时码。 并且正交空时码的误码率为最低。 并且与图 41 相对比发现 Jafarkhani 准正交空时码的误码率曲线与 TBH 准正交空时码的误码率曲线接近。 相关信道下的准正交空时码的性能分析 19 图 47 相 关信道下（系数为 ）的 Jafarkhani 准正交空时码与正交空时码误码率 从图 47 的仿真结果中可以看出没有加入相关系数的独立分布的准正交空时码的误码率会小 于相关信道下的准正交空时码的误码率，并且与之前 TBH 码对比，结果相近，由此可以得出在加入相关系数后准正交空时码的误码率会上升。