MATLAB MIMO通信系统注水功率分配与信道容量仿真工具

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现MIMO通信系统的注水功率分配算法，通过奇异值分解分析信道特性，仿真计算系统容量，并统计信道矩阵V的PDF分布特征。支持多天线配置与信噪比调节，提供可视化性能分析，适用于通信系统研究与教学。

详 情 说 明

MIMO通信系统注水功率分配与信道容量仿真分析工具

项目介绍

本项目实现了一个完整的MIMO通信系统仿真分析工具，核心功能基于注水功率分配算法，通过奇异值分解深入分析信道特性，仿真计算系统容量，并统计信道矩阵V的概率密度分布特征。系统支持灵活的多天线配置和信噪比参数调节，为MIMO系统性能评估提供全面的数值分析和可视化展示。

功能特性

• 注水功率分配优化：实现经典的注水算法，在总功率约束下优化各子信道的功率分配
• 信道容量分析：仿真计算不同信噪比条件下的系统信道容量，生成容量变化曲线
• 奇异值分解分析：对MIMO信道矩阵进行SVD分解，提取信道特性参数
• 统计特性分析：通过蒙特卡洛方法统计信道矩阵V的概率密度分布特征
• 多参数配置：支持发射/接收天线数、信噪比范围、功率约束等参数灵活设置
• 可视化展示：提供功率分配示意图、容量仿真曲线、PDF分布图等多种图形输出

使用方法

1. 参数设置：根据需要配置天线数量（Nt, Nr）、信噪比范围、总功率约束和蒙特卡洛仿真次数
2. 信道生成：系统自动生成或导入指定的MIMO信道矩阵H
3. 执行仿真：运行主程序进行注水功率分配和系统容量计算
4. 结果分析：查看最优功率分配向量、系统容量曲线和统计特性报告
5. 图形输出：生成并保存各种性能分析图表

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 统计与机器学习工具箱（用于PDF分析）

文件说明

主程序文件整合了完整的仿真流程，包含信道矩阵生成、奇异值分解处理、注水功率分配算法执行、系统容量计算、蒙特卡洛统计分析以及结果可视化展示等核心功能模块，实现了从参数输入到结果输出的全链路处理能力。