电子科大移动通信原理课程设计报告

end

semilogy(SNRdbs,BER,'-^');

axis([SNRdbs([1 end]) 1e-6 1e0]) grid on, hold on

xlabel('SNR[db]'),ylabel('BER');

四、仿真图

图（1）

图（2）

五、仿真分析

5.1题目一：

由图（1）AWGN和瑞利信道下的误符号率性能曲线与相应的理论曲线基本重合，且AWGN性能强于瑞利信道。理论上，BPSK在AWGN中的误比特率公式：

2EsP?Q()

N0BPSK在瑞利信道中的误比特率公式：

P?1?(1?) 21??5.2题目二：

由图（2）二发一收的STBC-MIMO系统（Alamouti空时码），两个发射天线分别受到独立瑞利信道下的误码率性能曲线，其系统性能好于相同条件下单发单收系统。分集增益决定了曲线的斜率,分集增益越大的MIMO系统的误码性能越好。

对于两条曲线有交点的说明：虽然我们得到空时分组码的编码增益为2,也就是说误码性能曲线不会产生偏移。但是我们可以从仿真图中看到,两条的曲线间有垂直偏移。这是因为在仿真过程中我们把发射天线的总功率归一化,总的发射功率相同,每根发射天线的发射功率平均分配,也就是说发射天线数越大,每根发射天线上分配的功率就越小。所以对于1发1收和2发1收的系统来说2发1收的系统每个天线的发射功率是1发1收的1半,这样,2发1收系统从每个发射天线上发射出去的信号之间的欧氏距离就减小了,从而减小了编码增益。所以曲线在垂直上有偏移。

六、相关原理说明

6.1 瑞利信道的模拟说明

无线信道传播环境中的接收信号可以认为是来自无穷多个散射体的信号总和。根据中心极限定理，可以用一个高斯随机变量来表示接收信号。而NLOS环境中接收信号的PDF服从瑞利分布，无线信道可用一个复高斯随机变量W1?jW2表示，W1,W2其中是零均值，方差为?2的独立同分布的高斯随机变量。令X表示复高斯随机变量W1?jW2，其幅度为X?W12?W22。X是瑞利随机变量，其PDF为

fX(x)?x?2e?x22?2，

其中2?2?E(X2)。

用Matlab产生瑞利随机变量X：先通过Matlab内置函数randn产生均值为0，方差为1的

2两个高斯随机变量Z1和Z2。瑞利随机变量为X??Z12?Z2，其中

Z1~N(0,1)Z2~N(0,1)，一旦通过内置函数“randn”产生Z1和Z2，就可以由2X??Z12?Z2产生平均功率为EX2?2?2的瑞利随机变量X。因此，瑞利信道可用

??randn+j*randn模拟。

6.2 空时编码的最大似然译码 在Alamouti方案中，两个连续的符号按照以下的空时码字矩阵编码：

?x1?x*?2X??*??x?。 x?21?对空时编码方案进行最大似然信号检测。假设信道增益h1?t?和h2?t?在两个连续的符号周期内不变：

h1?t??h1?t?Ts??h1h2?t??h2?t?Ts??h2

令y1和y2分别表示t和t?Ts时刻的接收信号，那么接受信号可以表示为

y1?h1x1?h2x2?z1y2??hx?hx?z2*12*21

其中z1和z2分别为t和t?Ts时刻的噪声。对第二个接受信号去复共轭，得到下面的矩阵向量表达式：

?y1??h1h2??x1??z1??*???*???*? *???y2??h2?h1??x2??z2?在两边同时乘以信道矩阵的埃米特转置，可以得到输入输出关系：

?y'1??z'1?22?x1??'??h1?h2????'?

???y2?其中

??y'?h*1?1?y'????h*2?2?z'*?1??h1?z'???*2??h2

?x2??z2?h2???h??y1??y*? 1?2?h2??h???z1?*? 1??z2?