MATLAB实现基于灌水功率分配的MIMO信道容量计算系统

资 源 简 介

本项目通过MATLAB实现了多输入多输出（MIMO）系统的信道容量计算，利用灌水算法动态优化发射天线功率分配，以最大化系统容量。支持多种天线配置的信道建模，并提供可视化分析功能，适用于通信系统研究与教学。

详 情 说 明

基于灌水功率分配的MIMO信道容量计算系统

项目介绍

本项目实现多输入多输出(MIMO)通信系统中信道容量的精确计算。系统根据给定的信道状态信息，采用灌水算法动态优化各发射天线的功率分配，以最大化系统总容量。该工具支持不同天线配置下的信道建模，并可视化功率分配策略与信道容量之间的关系。

功能特性

• 精确信道建模：支持任意天线配置的MIMO信道矩阵构建
• 智能功率分配：采用灌水算法实现功率的最优分配策略
• 容量最大化：基于香农理论计算系统可实现的最大信道容量
• 可视化分析：提供功率分配柱状图和特征值分布等分析图表
• 灵活配置：支持自定义发射功率、噪声功率等关键参数

使用方法

1. 输入参数设置：

- 设置信道矩阵H（复数矩阵，维度为Nr×Nt） - 指定总发射功率P_total（单位：Watt） - 配置噪声功率N0 - 定义天线配置参数（发射天线数Nt，接收天线数Nr）

1. 执行计算：

- 运行主程序开始信道容量计算 - 系统自动执行灌水功率分配算法

1. 结果输出：

- 获取最优功率分配向量（Nt×1实数值向量） - 查看最大信道容量值（单位：bps/Hz） - 分析生成的容量分析图表

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 基本绘图功能支持

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括MIMO信道矩阵的奇异值分解处理、基于特征值的灌水功率分配算法执行、信道容量的香农公式计算，以及结果数据的可视化展示。该文件整合了从参数输入到结果输出的完整流程，确保用户能够便捷地获得最优功率分配方案和相应的系统容量分析。