基于MATLAB的MIMO系统预编码优化与性能分析工具箱

资 源 简 介

本项目提供了完整的MIMO系统信道仿真与预编码算法实现，支持ZF、MMSE、SVD等多种预编码方案，可评估系统容量、误码率等关键性能指标，适用于无线通信系统的研究与教学。

详 情 说 明

基于MIMO系统的无线通信预编码优化设计与性能评估

项目介绍

本项目致力于对多输入多输出（MIMO）无线通信系统中的预编码技术进行全面的建模、仿真与性能评估。通过构建多种信道模型，实现了一系列经典的预编码算法，并系统性地分析了其在提升系统容量、降低误码率等方面的性能表现。项目旨在为MIMO预编码技术的研究提供一个可扩展的仿真平台和性能对比基准。

功能特性

• 信道建模与仿真：支持瑞利衰落信道等多种信道模型的生成，可模拟不同天线相关性条件下的信道状态信息（CSI）。
• 多样化预编码算法：集成实现了迫零（ZF）、最小均方误差（MMSE）、奇异值分解（SVD）等多种经典预编码算法。
• 全面性能评估：从系统容量、误码率（BER）等多个关键指标出发，评估预编码技术的增益。
• 多维度对比分析：对比分析传统MIMO系统与采用预编码技术的MIMO系统在不同信道条件和信噪比（SNR）下的性能差异。
• 丰富的结果可视化：提供误码率曲线、容量图表、算法对比图、信道特征值分布以及预编码矩阵的可视化输出。

使用方法

1. 参数配置：在运行主仿真脚本前，根据需要调整系统参数，包括发射与接收天线数量、信噪比范围、调制方式（如QPSK、16QAM）以及信道模型参数。
2. 执行仿真：运行主程序。程序将根据设定的参数，自动进行信道建模、预编码计算、信号传输与接收仿真，并进行性能分析。
3. 结果分析：仿真结束后，程序将自动生成并显示一系列性能分析图表和报告，包括误码率性能曲线、系统容量分析、不同算法对比图等。用户可据此评估算法性能。

系统要求

• 操作系统：Windows、macOS 或 Linux。
• 软件环境：MATLAB（推荐 R2018a 或更高版本）。
• 必备工具箱：需要 MATLAB 的信号处理工具箱和统计与机器学习工具箱以支持部分核心计算与绘图功能。

文件说明

main.m 文件作为项目的核心入口和调度中心，其功能是整合并协调各个子模块的工作流程。它主要负责读取用户设定的系统配置参数，依次调用信道生成、预编码矩阵计算、通信链路仿真等核心过程，最终完成对系统误码率、容量等关键性能指标的评估与对比，并驱动生成所有预设的结果图表和数据分析报告。