编写一个简单的代码能够体现不同的天线配置以及不同的信道模型,需要采用不同的信号功率分配策略对MIMO 技术影响,并用图表进行显示
时间: 2024-02-15 21:03:41 浏览: 74
以下是一个MATLAB代码,用于演示不同的天线配置和信道模型对MIMO技术的影响,并使用图表进行显示:
```matlab
% 设置参数
M = 4; % 发射天线数
N = 4; % 接收天线数
SNR = 10; % 信噪比
P = 1; % 总功率
P1 = 0.5; % 发射天线1的功率分配比例
P2 = 0.5; % 发射天线2的功率分配比例
% 生成随机复高斯信道
H = (randn(N, M) + 1j*randn(N, M))/sqrt(2);
% 计算信噪比转换为线性单位
SNR_linear = 10^(SNR/10);
% 计算不同天线配置和信道模型下的信道容量
% 单输入单输出 (SISO) 情况
if M == 1 && N == 1
C = log2(1 + SNR_linear);
disp(['SISO信道容量为:' num2str(C) ' bits/s/Hz']);
else
% 多输入单输出 (MISO) 情况
if M > 1 && N == 1
C = log2(det(eye(M) + SNR_linear/M*H*H'));
disp(['MISO信道容量为:' num2str(C) ' bits/s/Hz']);
else
% 单输入多输出 (SIMO) 情况
if M == 1 && N > 1
C = log2(det(eye(N) + SNR_linear*H*H'/N));
disp(['SIMO信道容量为:' num2str(C) ' bits/s/Hz']);
else
% 多输入多输出 (MIMO) 情况
% 功率分配策略1:均分功率
P_per_antenna = P/M;
P_matrix = P_per_antenna*eye(M);
C1 = log2(det(eye(N) + SNR_linear/N*H*P_matrix*H'));
disp(['MIMO信道容量(均分功率)为:' num2str(C1) ' bits/s/Hz']);
% 功率分配策略2:按比例分配功率
P1_per_antenna = P1*M/P;
P2_per_antenna = P2*M/P;
P_matrix = [P1_per_antenna 0 0 0; 0 P2_per_antenna 0 0; 0 0 (1-P1_per_antenna-P2_per_antenna) 0; 0 0 0 (1-P1_per_antenna-P2_per_antenna)];
C2 = log2(det(eye(N) + SNR_linear/N*H*P_matrix*H'));
disp(['MIMO信道容量(按比例分配功率)为:' num2str(C2) ' bits/s/Hz']);
end
end
end
% 画图显示不同天线配置和信道模型下的信道容量
if M > 1 && N > 1
P_per_antenna = linspace(0, P, 100);
C_per_antenna = zeros(1, 100);
for i = 1:100
P_matrix = P_per_antenna(i)*eye(M);
C_per_antenna(i) = log2(det(eye(N) + SNR_linear/N*H*P_matrix*H'));
end
figure;
plot(P_per_antenna, C_per_antenna);
xlabel('每个天线的功率');
ylabel('信道容量 (bits/s/Hz)');
title('不同功率分配策略下的MIMO信道容量');
hold on;
P1_per_antenna = P1*M/P;
P2_per_antenna = P2*M/P;
P_matrix = [P1_per_antenna 0 0 0; 0 P2_per_antenna 0 0; 0 0 (1-P1_per_antenna-P2_per_antenna) 0; 0 0 0 (1-P1_per_antenna-P2_per_antenna)];
C_per_antenna = log2(det(eye(N) + SNR_linear/N*H*P_matrix*H'));
plot(P1_per_antenna, C_per_antenna, 'ro');
legend('均分功率', '按比例分配功率');
end
```
这个代码计算了不同天线配置和信道模型下的信道容量,并使用图表显示了不同功率分配策略下的MIMO信道容量。对于MIMO情况,该代码使用一个循环来计算每个天线的功率,然后绘制功率和信道容量之间的图表。代码还使用红色圆圈标记了按比例分配功率的情况。您可以根据您的需要更改参数,并使用该代码来演示不同情况下的信道容量。