基于MATLAB的3GPP MIMO多径信道建模与仿真系统

资 源 简 介

本项目基于3GPP TR 38.901协议，使用MATLAB实现MIMO多径信道建模与仿真。支持配置UMa、UMi、RMa等场景参数、天线阵列结构及用户移动速度，可生成符合标准的信道响应，适用于5G通信系统研究与性能分析。

详 情 说 明

基于3GPP标准的MIMO多径信道建模与仿真系统

项目介绍

本项目基于3GPP TR 38.901协议，实现多输入多输出（MIMO）系统下的多径信道建模与仿真。系统支持配置不同场景（如UMa、UMi、RMa等）、天线阵列结构、用户移动速度及载波频率等参数，生成符合3GPP标准的多径信道冲激响应。通过模拟信道的大尺度衰落（如路径损耗、阴影衰落）和小尺度衰落（如多径时延、多普勒频移、空间相关性），为5G及未来无线通信系统的链路级仿真提供可靠的信道模型。

功能特性

• 标准化信道模型：严格遵循3GPP TR 38.901协议规范
• 多场景支持：支持UMa（城市宏小区）、UMi（城市微小区）、RMa（农村宏小区）等多种标准场景
• 灵活参数配置：可配置载波频率、带宽、天线阵列结构、用户移动参数等
• 完整信道特性模拟：

- 大尺度衰落：路径损耗、阴影衰落 - 小尺度衰落：多径时延、多普勒频移、空间角度扩展

• MIMO空间信道生成：基于几何的随机信道模型，支持空间相关性建模
• 多维度输出：提供时域信道冲激响应和频域信道频率响应

使用方法

基本配置流程

1. 设置仿真场景参数：选择场景类型、配置载波频率和系统带宽
2. 配置天线参数：定义发射和接收天线阵列结构、天线间距和极化方式
3. 设置用户参数：指定用户位置、移动速度和运动方向
4. 配置信道参数：设定多径数量、时延扩展和角度扩展参数
5. 运行信道仿真：生成信道冲激响应和相关的信道参数

输出结果

• 信道冲激响应（CIR）：复数矩阵，维度为[接收天线数 × 发射天线数 × 多径数 × 时间采样点数]
• 大尺度参数：路径损耗（dB）、阴影衰落（dB）、莱斯K因子
• 小尺度参数：每径的时延（s）、多普勒频移（Hz）、空间角度（方位角、俯仰角）
• 信道频率响应（CFR）：通过FFT从CIR转换得到的频域信道矩阵

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存要求：至少4GB RAM（推荐8GB以上）
• 存储空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了信道建模的核心流程，实现了从参数配置到信道生成的全套功能。主要包括场景参数初始化、天线阵列建模、大尺度衰落计算、小尺度参数生成、空间信道系数计算以及时频域信道响应转换等关键模块。该文件通过协调各功能模块的执行顺序，完成符合3GPP标准的MIMO多径信道仿真，并输出完整的信道特性参数和响应矩阵。