【MIMO信道】不同天线数量和不同调制类型MIMO信道的比较仿真Matlab代码

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🔥 内容介绍

在 5G/6G 无线通信系统中，多输入多输出（MIMO）技术是提升信道容量、增强传输可靠性的核心手段 —— 通过多根发射天线与接收天线的协同，MIMO 信道能在有限频谱资源下实现 “空间复用”“分集增益”“波束赋形” 等功能。而 MIMO 信道的性能，高度依赖天线数量配置（如 2×2、4×4、8×8）与调制类型（如 QPSK、16QAM、64QAM）的选择：天线数量决定空间维度的资源利用能力，调制类型影响频谱效率与抗干扰能力。

本文通过仿真实验，系统对比不同天线数量（2×2、4×4、8×8）与不同调制类型（QPSK、16QAM、64QAM）下 MIMO 信道的关键性能指标（信道容量、误码率、频谱效率），为实际通信系统的参数配置提供理论与仿真支撑。

一、MIMO 信道基础：核心概念与性能指标

在开展仿真前，需先明确 MIMO 信道的核心原理与关键评估指标，为后续对比分析奠定基础。

1. MIMO 信道的核心原理

⛳️ 运行结果

📣 部分代码

function tx_modu=modulation(tx_bits,BITS)

%modulate the transmission signal on each antenna 

len=length(tx_bits);

%BPSK

if BITS==1

    table=[-1 1];

    inp=tx_bits;

    tx_modu=table(inp+1);

%QPSK

elseif BITS==2

    table=[-1-1i -1+1i 1-1i 1+1i]/sqrt(2);

    inp=reshape(tx_bits,2,len/2);

    tx_modu=table([2 1]*inp+1);

%16QAM

elseif BITS==4

    table=[-3-3j -3-j -3+j -3+3j -1-3j -1-j -1+j -1+3j 1-3j 1-j 1+j 1+3j 3-3j 3-j 3+j 3+3j]/sqrt(10);

    inp=reshape(tx_bits,4,len/4);

    tx_modu=table([8 4 2 1]*inp+1);

%64QAM

elseif BITS==6

    table=[-7-7j -7-5j -7-3j -7-j -7+j -7+3j -7+5j -7+7j...

    -5-7j -5-5j -5-3j -5-j -5+j -5+3j -5+5j -5+7j...

    -3-7j -3-5j -3-3j -3-j -3+j -3+3j -3+5j -3+7j...

    -1-7j -1-5j -1-3j -1-j -1+j -1+3j -1+5j -1+7j...

    1-7j 1-5j 1-3j 1-j 1+j 1+3j 1+5j 1+7j...

    3-7j 3-5j 3-3j 3-j 3+j 3+3j 3+5j 3+7j...

    5-7j 5-5j 5-3j 5-j 5+j 5+3j 5+5j 5+7j...

    7-7j 7-5j 7-3j 7-j 7+j 7+3j 7+5j 7+7j]/sqrt(42);

    inp=reshape(tx_bits,6,len/6);

tx_modu=table([32 16 8 4 2 1]*inp+1);

end

🔗 参考文献

[1]张蓥,赵慧元,喻武龙.MIMO信道容量的研究与仿真.[J].信息通信, 2012(1):3.DOI:10.3969/j.issn.1673-1131.2012.01.007.

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