MIMO波束成形.zip

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关于MIMO中波束成形 常用算法性能的研究,性能结果以SNR曲线图的对比展示。
MIMO波束成形.zip
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  • 信道误差估计
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内容介绍
clc; clear; %% 仿真系统参数配置 %% Nb = 4 ; % 基站天线数 Nu = 2; % 用户天线数 M = 4 ; % QAM 调制符号阶数 tbits = Nu * log2( M ) ; % MIMO 下行波束成形发送符号的总比特数 Ene_sym = 1; % QAM 符号能量 Nor_fac = sqrt(3/2/(M-1)*Ene_sym); % QAM 符号能量归一化因子 rho = [1,2,4]; % TMMSE 波束成形噪声抑制因子 %ALPP = [-1+1*1i ;-1-1* 1i ;1+1*1i ;1-1*1i] * sqrt(3/2/(M-1)) ; %% 调制解调类型设置 %% mod_object =modem.qammod('M',M ,'SymbolOrder','gray','InputType','bit'); % 基带调制类型设定 demod_object =modem.qamdemod('M',M,'SymbolOrder','gray','OutputType','bit'); % 基带解调类型设定 %% 信噪比与噪声功率 %% standx=[1+i;1-i;-1-i;-1+i]*Nor_fac; snrbr =-21:3:9 ; % 每比特信噪比 SNRb 取值范围 for j=1:3 for lp3 = 1 : length(snrbr) snrb = snrbr(lp3) ; % 当前每比特信噪比SNRb 取值 snr = snrb + 10 * log10( tbits ) ; % 每比特信噪比 SNRb 转换到每符号信噪比 SNR sigma = 1 / ( 10^ ( snr / 10 ) ) ; % 归一化信号能量下,接收噪声功率(方差) %% QAM 符号基带调制 %% tblks = 1e3; % 下行传输的符号块数,即信道实现次数 bitstr = round( rand( 1, tbits * tblks ) ) ; % 生成待传输的比特流 %disp(bitstr); for lp4 = 1 : tblks %disp(lp4); tt_bits = bitstr( tbits * ( lp4 - 1 ) + 1 : tbits * lp4 ) ; % 当前信道实现待传输比特 x = (Nor_fac)*modulate(mod_object,tt_bits') ; % 当前待传输的 QAM 符号矢量 H = sqrt( 0.5 ) * ( randn( Nu, Nb ) + 1j * randn( Nu, Nb ) ) ; % 生成当前信道矩阵 n = sqrt( sigma/2 ) * ( randn( Nu, 1 ) + 1j * randn( Nu, 1 ) ) ; % 生成接收噪声矢量 Bz=sqrt(Nu/(trace(inv(H*(H'))))); Bm=sqrt(Nu/trace(((H'*H+rho(j)*sigma*eye(4))^-2)*(H')*H)); P_Z= Bz*(H')*(inv(H*(H')));% TZF 波束成形矩阵 y_Z = H * P_Z * x + n ; % TZF 波束成形下,接收信号观测矢量 P_M=Bm*(pinv((H')*H+rho(j)*sigma*eye(4))*(H'));% TMMSE 波束成形矩阵 y_M =H * P_M * x + n ; % TMMSE 波束成形下,接收信号观测矢量 Hx1=H *P_Z*x; Hx2=H *P_M*x; % Hx1=H *P_Z*ALPP; % Hx2=H *P_M*ALPP; for t=1:Nu for i=1:Nu Distance1(i)=dist(y_Z(t),Hx1(i)); Distance2(i)=dist(y_M(t),Hx2(i)); end [Distance1_min,Distance1_index]=min(Distance1); index1=Distance1_index; x11(t)=x(index1); [Distance2_min,Distance2_index]=min(Distance2); index2=Distance2_index; x22(t)=x(index2); end est_Z_sym=x11.' ; est_M_sym=x22.' ; % est_Z_sym=x ; % est_M_sym=x ; %% QAM 符号基带解调 %% est_M_bitst(:,lp4,j) = (demodulate(demod_object,est_M_sym./Nor_fac))' ; % TMMSE-MIMO 波束成形系统 QAM 符号块解调 est_Z_bitst (:,lp4)= (demodulate(demod_object,est_Z_sym./Nor_fac))'; % TZF-MIMO 波束成形系统 QAM 符号块解调 end if Nu==2 est_M_bitstr(lp3,:,j)=reshape(est_M_bitst(:,:,j),1,4000) ; est_Z_bitstr(lp3,:)=reshape(est_Z_bitst,1,4000) ; else est_M_bitstr(lp3,:,j)=reshape(est_M_bitst(:,:,j),1,8000) ; est_Z_bitstr(lp3,:)=reshape(est_Z_bitst,1,8000) ; end [z(lp3),ber_M(j,lp3)] = biterr(bitstr, est_M_bitstr(lp3,:,j)); % TMMSE-MIMO 波束成形系统在当前SNR 下的误码率 [z1(lp3),ber_Z(lp3)] = biterr(bitstr, est_Z_bitstr(lp3,:)); % TZF-MIMO 波束成形系统在当前SNR下的误码率 end end figure; box on; grid on; semilogy(snrbr,ber_M(1,:),':dk'); hold on; semilogy(snrbr,ber_M(2,:),'-.ok'); semilogy(snrbr,ber_M(3,:),'-*k'); semilogy(snrbr,ber_Z,'--sk'); set(gca,'xtick',-21:3:9) ; ylabel('BER of MLD'); xlabel('Average SNR per bit(dB)'); if Nu==2 title('Nb=4 Nu=2 M=4'); else title('Nb=4 Nu=4 M=4'); end %title('N_b=4,N_u=2,M=4') legend('TMMSE p=1','TMMSE p=2','TMMSE p=4','TZF') axis([-21 9 10^(-4) 10^(0)]) grid on
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