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MIMO多天线系统性能仿真及算法对比分析平台
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资 源 简 介
本项目开发了一个全面的MIMO多输入多输出多天线收发链路仿真架构，重点在于评估和对比各种空间分集与空分复用技术在衰落信道下的稳健性。系统深度集成了多种分集接收策略，包括最大比合并（MRC）、等增益合并（EGC）以及选择性合并（SC），同时实现了经典的Alamouti空时分组码发射分集方案。此外，项目还涵盖了旨在提升数据传输速率的V-BLAST空分复用技术。仿真环境构建了精细的瑞利衰落信道模型，支持独立同分布的非相关信道以及考虑天线物理间隔影响的相关性信道。通过运行带有plot标识的文件，系统能够自动执行蒙
详 情 说 明
MIMO多天线收发系统性能仿真与对比分析平台
本项目提供了一个基于MATLAB的集成化仿真环境，旨在量化评估多输入多输出（MIMO）技术在无线通信物理层中的表现。系统通过对比不同的空间分集接收算法、空时编码方案以及空分复用检测算法，深入揭示了天线配置和信道相关性对误码率（BER）性能的影响。
项目介绍
本项目模拟了典型的瑞利衰落信道环境，实现了一整套从信号调制、多径信道传输到复杂信号检测的仿真链路。重点支持以下三大技术领域的性能评估：
- 接收分集技术：分析单一发送天线配合多接收天线（SIMO）下，不同合并策略对信道深衰落的抑制效果。
- 发射分集技术：评估经典的Alamouti空时分组码（STBC）在发射端获取多样性增益的能力。
- 空分复用技术：验证V-BLAST系统在提升数据吞吐率方面的潜力，并探讨干扰消除算法及信道相关性带来的性能损耗。
功能特性
- 多算法集成：集成了MRC、EGC、SC、Alamouti编码、ZF及MMSE等主流MIMO处理算法。
- 精细信道建模：实现了独立的瑞利衰落信道以及基于Kronecker模型的相关性衰落信道。
- 自动化性能评估：通过蒙特卡洛实验自动计算0dB至20dB信噪比范围内的平均误码率。
- 直观结果呈现：系统自动生成双子图对比曲线，涵盖了分集增益对比与复用增益评价。
- 量化数据输出：仿真结束后在控制台实时打印关键性能指标的数据表格。
系统要求
- MATLAB R2016b 或更高版本。
- 无需特殊工具箱，代码基于标准矩阵运算实现。
实现逻辑与功能细节
系统的核心仿真逻辑遵循以下步骤：
1. 参数初始化 系统预设了仿真步长，将信噪比设定为0到20dB。每轮迭代处理10^5个比特，默认配置2个发送天线和2个接收天线。所有调制过程均采用BPSK映射，以在低复杂度下清晰展示天线增益。
2. 核心仿真循环 主程序在每个SNR节点下执行蒙特卡洛循环，具体涵盖三个模型分支：
- 模型 A：SIMO分集接收（1x2配置）
- 模型 B：Alamouti发射分集（2x1配置）
- 模型 C：V-BLAST空分复用（2x2配置）
3. 数据处理与可视化 系统实时统计各分支的误码数，并计算相应的平均BER。最后通过半对数坐标系绘制SNR-BER曲线，直观展示分集带来的斜率变化以及复用技术在相关信道下的性能劣化。
关键算法分析
* 合并算法对比**：在仿真中，MRC展现了最优的BER性能，EGC次之。SC由于仅利用单一支路信息，在低信噪比下性能提升有限。
- 天线增益与自由度：Alamouti方案与MRC在分集增益（曲线斜率）上表现出相似性，揭示了发射分集与接收分集的等效原理。
- 线性检测器的局限性：在V-BLAST模型中，ZF检测器因未考虑噪声而在低SNR区表现较弱，MMSE通过引入噪声方差项实现了显著的性能增益。
- 相关性的冲击：相关信道模型（Correlated Channel）的实现揭示了物理空间对MIMO性能的制约。当信道各路径相关时，信道矩阵趋向秩亏缺，即使使用MMSE算法，其误码率也远高于理想独立同分布环境下的性能。
使用方法
- 启动MATLAB并将工作目录切换至本项目文件夹。
- 在命令行窗口输入主函数名并回车，或者在编辑器中直接点击运行按钮。
- 等待蒙特卡洛循环执行完毕。
- 仿真结束后，系统将弹出绘图窗口，并显示对比分析图表。
- 查看命令行输出，获取详细的性能评估总结表格。
