下行预编码算法研究及仿真分析报告.doc

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下行预编码算法研究
研究内容：ZF、MRT预编码在单小区大规模MIMO系统下的性能
影响因素：基站天线数M、基站发送功率Pd、信道模型、同时服务的单天线数K
性能指标：遍历容量、系统误码率
case1
ZF
M〔20:20:200〕
K=10
Pd=0dB
QPSK调制
Rayleigh信道
case2
MRT
仿真结果：
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瑞利信道下M对系统BER的影响
，随着基站天线数M的增加，两种预编码算法的系统误码率均不断下降，且仅在M值较小的时候MRT误码率低于ZF，M值一增大，ZF预编码的BER性能要明显优于MRT预编码，这是因为，ZF预编码能够更好地消除用户间的干扰。
实验2： 瑞利信道下基站发送功率Pd对预编码性能的影响
实验目的：
分别从容量和误码率性能上研究基站发送功率Pd对ZF和MRT预编码算法性能的影响。
瑞利信道下发送功率Pd对系统遍历容量的影响
仿真参数设置：
仿真参数设置
考察算法
影响因素
参数设置
case1
ZF
Pd=〔-5:2:15〕dB
M=128
K=10
Rayleigh信道
case2
MRT
仿真结果：
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瑞利信道下发送功率Pd对遍历容量的影响
，随着发送功率增大，系统的遍历容量不断增大，尤其是对于ZF检测算法。因为相比于MRT预编码，ZF预编码能够更好地消除用户间的干扰，Pd的增大对其影响也更加明显。
瑞利信道下平均发送功率Pd对系统BER的影响
参数设置：
仿真参数设置
考察算法
影响因素
参数设置
case1
ZF
Pd=〔-5:2:15〕dB
M=128
QPSK调制
K=10
Rayleigh信道
case2
MRT
仿真结果：
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瑞利信道下发送功率Pd对系统BER的影响
，随着发送功率的增加，系统BER不断减小，且发送功率一样时，ZF预编码的BER性能要明显优于MRT预编码。
实验3： 瑞利信道下用户数K对预编码性能的影响
实验目的：
分别从容量和误码率性能上研究用户数对ZF和MRT预编码算法性能的影响
瑞利信道下用户数K对系统遍历容量的影响〔使用QPSK调制〕
参数设置：
仿真参数设置
考察算法
影响因素
参数设置
case1
ZF
K〔4:4:28〕
Pd=0dB
M=128
Rayleigh信道
case2
MRT
仿真结果：
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瑞利信道下K对系统遍历容量的影响
，MRT预编码随着同时服务的单天线用户数K的增加系统遍历容量不断增加，但ZF预编码随着K的增加，遍历容量先增加后减小，而且可以得到一个最优的K值。这是因为，随着K的增加ZF预编码算法的分集度〔M-K〕/K不断减小，所以会在K增加到一定程度后反而使得系统的遍历容量减小。
〔使用QPSK调制〕
仿真参数设置：
仿真参数设置
考察算法
影响因素
参数设置
case1
ZF
K〔4:4:28〕
Pd=0dB
M=128
QPSK调制
Rayleigh信道
case2
MRT
仿真结果：
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瑞利信道下K对系统BER的影响
，随着同时服务的用户数K的增加，两种预编码算法的系统BER均不断增加，系统性能变差。这是因为随着K增加，同时发送的数据流数增多，在接收端进展信号接收时受到的干扰也越多，故而性能变差。该仿真实验说明，在考虑基站可以服务的用户数时除了考虑遍历容量的增加也需要考虑系统的BER性能，一般来讲，同时服务的单天线用户数通常取10。
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实验4： 信道模型对ZF、MRT预编码算法性能的影响
实验目的：
分别从容量和误码率性能上研究信道模型对ZF和MRT预编码算法性能的影响。
信道类型：
瑞利信道信道、空间相关性信道、非理想CSIT信道
不同信道下基站天线数M对遍历容量的影响
空间相干信道下M对系统遍历容量的影响
参数设置：〔d为相关系数，在0~1之间取值〕
仿真参数设置
ca