垂直分层空时码检测算法创新课程设计(编辑修改稿)

垂直分层空时码检测算法创新课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

顺序检测各 分量改为检测具有最大待检信噪比的分量，并在后续步骤中消去 H i中的对应行，其余步骤不变。 三、算法仿真及分析 以上分别讨论了 VBLAST系统的两种检测算法，下面对这两种算法进行了仿真。 仿真中假设发射机和接收机都准确知道信道的状态信息。 ZF算法和 MMSE算法的性能仿真如下： 222jnSj wj  1,1  iMj 6 图 2 ZF算法和 MMSE算法性能比较 从图 2中可以看出 MMSE算法在同样的条件下的性能要优于 ZF算法，这与前面分析中提到的 MMSE估计考虑了天线接收信号的信噪比有关。 在低信噪比时， ZF算法因为没有考虑噪声的影响，所以造成了误码严重。 为了比较多天线系统的优势，下面在不同接收天线和发送天线的条件下，对采用了ZF 估计和 MMZE 估计的算法性能进行了仿真。 图 3 ZF算法性能仿真 7 图 4 MMSE算法性能仿真 从图 3和图 4中可以看出，随着收发天线数目的增加， ZF 算法和 MMSE 算法的性能都有明显的改善，天线数目越多，性能改善越明显。 这是因为多天线条件下系统有 分集增益，并且随着天线数目的增加，分集增益越大，系统性能改善越明显。 同时在多个天线收发时，系统有了复用增益系统的频谱利用率高。 通过仿真可以看出 VBLAST 系统在提高频谱利用率的同时没有降低反而提高了系统误码率性能，这是应用 VBLAST 系统的一个优点。 其次可以比较看出，当接收天线数目大于发送天线时，数目差越大，系统的分集效果越明显，在实际应用中可以依据不同的需要来配置收发天线的数目。 8 四、总结 垂直分层空时码 (VBLAST)是一种性能突出、频谱利用率高且非常简便实用的 MIMO 系统。 VBLAST 系统表现出传统通信系统远远无法比拟的容量特性，这正是 VBLAST 受到广泛关注并具有巨大发展潜力的主要原因。 本文首先推导出了 VBLAST系统的系统模型，然后从系统模型出发，分析了迫零 (ZF)检测算法和最小均方误差 (MMSE)检测算法的步骤和特点，指出同信道干扰和错误传播是VBLAST系统性能的主要影响因素。 同时指出， VBLAST系统具有大的系统容量和较高的频谱利用效率。 通过实验仿真，比较了两种算法的性能和不同天线配置条件下系统的性能，验证了基于 ZF估计算法和 MMSE算法估计对同信道干扰和错误传播影响的良好抑制效果，同时可以看出系统天线数目增大在频率利用率和误码率性能上都具有更大优势。 总之，多天线技术可以有效地抵抗衰落的影响、克服功率和容量极限。 不同的多天线技术使用于不同的通信系统，从发展的趋势来看，可以将多种多天线技术有效地组合以适应多种需求。 于此同时 各种不同的接收端检测算法 ,其中包括经典的 ZF、 MMSE 算法以及改进的平行检测算法等 ,这些检测算法是 VBLAST 系统实现其传输容量的基础和保证 ,检测算法性能的优劣直接关系到 VBLAST 系统的应用前 景 ,因此目前许多学者正致力于各种性能优化的检测算法的研究 ,并逐步将 VBLAST 系统的研究推广到了实际应用领域 ,使之成为未来移动通信的一个重要分支。 9 五、参考文献 [1] 《分层空时码检测算法的研究》，刘宁 ,李颖 ,王新梅， (西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室 , 陕西西安 710071). [2] （澳） Brabka Vucetic,Jinhong Yuan 著，王晓梅等译，《空时编码技术》，机械工业出版社， 2020 年 8 月， P164P170. [3] 李小文，李贵勇等 .TDSCDMA 第三代移动通信系统、信令及实现 . 人民邮电出版社，2020。 [4] 李世鹤 .TDSCDMA 第三代移动通信系统标准 .人民邮电出版社， 2020。 [5] 吴伟陵 ,牛凯 . 《移动通信原理》 .电子工业出版社 .290~306 [6] 李立华，王勇，张平 .《移动通信中的先进信号处理技术》 .北京邮电大学出版社 [7] 杨大成 《现代移动通信中的先进技术》 .机械工业出版社 [8] Foschini G J. Layered SpaceTime Architecture for Wireless Communication in a Fading Environment When Using MultiElement Antennas［ J］ . Bell Labs Technical Journal,1996, 1(2): 41～ 59. 10 附录 部分源代码： 1 固定信噪比，天线为变量， MIMO 的容量累积分布函数 t=input(39。 置信区间宽度 39。 )。 SNR_indB=input(39。 信噪比 dB39。 )。 SNR=10^(SNR_indB/10)。 N=input(39。 迭带次数 39。 )。 Capacity=0:t:30。 for q=1:5 Nt=input(39。 输入发射天线数目 39。 )。 Nr=input(39。 输入接收天线数目 39。 )。 q1=waitbar(0,39。 MIMO累积分布统计 39。 )。 for i=1:N waitbar(i/N)。 H=raylrnd(,Nr,Nt)。 %瑞利分布信道系数 a=abs(H)。 b=a.*a。 c=sum(b)。 u=0。 for m=1:Nt u=u+log2(1+SNR*c(m)/Nt)。 end C4(q,i)=u。 end close(q1)。 count41=panduan(C4(q,:),N,length(Capacity),t)。