【天线】超越对角线增益辅助的单天线和多天线链路中的信噪比最大化附Matlab代码

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🔥 内容介绍

在无线通信系统中，信噪比（SNR） 是决定链路传输可靠性与速率的核心指标 ——SNR 越高，信号抗噪声干扰能力越强，误码率越低，可支持的调制阶数（如从 QPSK 升级到 64QAM）与传输速率也越高。传统天线链路设计中，增益优化多聚焦于对角线增益（即天线自身的辐射方向性增益，如定向天线的主瓣增益），但在复杂信道环境（如多径衰落、干扰密集场景）中，仅靠对角线增益难以实现 SNR 最大化。而超越对角线增益（涵盖信道适配增益、干扰抑制增益、空间分集 / 复用增益等非辐射方向性增益）通过融合信道状态信息（CSI）、信号处理算法与多天线协作，能突破传统增益的局限，成为单天线与多天线链路 SNR 优化的关键方向。本文将从增益概念辨析、单 / 多天线链路优化策略、仿真验证三个维度，系统讲解超越对角线增益辅助下的 SNR 最大化实现路径。

一、核心概念辨析：从对角线增益到超越对角线增益

⛳️ 运行结果

📣 部分代码

mpact

clc; clear;

M = 10:10:300;             % Number of RIS elements

K = 2;                     % Number of users

Ntx = 1;                   % Number of transmit antennas

Nrx = 1;                   % Number of receive antennas

numsim = 100;             % Number of simulations

%% Parameters to plot figures

fs = 12;

lw = 1.5;

ms = 8;

%% Parameter channels

ray_fading = 1;     % Set it "1" for uncorrelated Rayleigh fading channels

blocked = 1;        % Set to "1" if all direct links are blocked

RiceFactor = 3;     % Rician factor (for RIS channels when ray_fading = 0)

% ===== Parameters for Large-scale Path Loss =============

No = -174;          % Noise power (dBm/Hz)

BW = 2*10^6;        % Bandwidth (Hz)

sigma2 = No + 10*log10(BW); % Effective noise power

PdBm = [20 20];          % We take equal powers for the 2 users

P = 10.^((PdBm-sigma2)/10);

🔗 参考文献

[1] 李晨璐.等离子鞘环境下自适应阵列天线互耦校正技术的研究[D].内蒙古科技大学,2019.

[2] 何忠蛟.数字通信系统中信噪比与误码率关系的Matlab模拟[J].湖北民族学院学报：自然科学版, 2006, 24(1):2.DOI:10.3969/j.issn.1008-8423.2006.01.010.

[3] 冯清娟,黄忠华.一种输出信噪比最大的引信天线波束形成算法研究[J].探测与控制学报, 2006, 28(5):4.DOI:10.3969/j.issn.1008-1194.2006.05.016.

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