第39卷第4期2023年8月山西大同大学学报（自然科学版）JournalofShanxiDatongUniversity(NaturalScienceEdition)Vol.39No.4Aug.2023基于MATLAB的A×BMIMO通信系统信道容量仿真张钧鑫1，姜军1,2*，张徐芳1，习彤1(1.西藏大学信息科学技术学院，西藏拉萨850000；2.西藏大学信息技术国家级实验教学示范中心，西藏拉萨850000）摘要：多输入多输出系统A×BMIMO通过在收发端使用多种天线构成系统的方法，有效控制了信道衰减，提高了系统容量、频谱效率及通信质量，是现代无线通信技术领域和无线宽带移动领域的核心技术之一，得到了广泛应用。基于收发端天线数的差异，采用MATLAB软件对A×BMIMO系统中的SISO、SIMO、MISO、MIMO4种类型信道进行信道容量研究，以及对A×BMIMO系统信道状态信息（Channelstateinformation，CSI)在发送端已知和未知下的信道容量进行比较，验证了MIMO系统的优越性。关键词：多输入多输出；注水算法；无线通信；平均功率分配算法；遍历容量中图分类号：TN929.5文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1674-0874.2023.04.003随着无线通信技术的演进，5G通信时代已经到来，A×BMIMO作为多天线传输技术在不增加额外带宽的情况下大幅度的提高了无线通信系统的系统容量，被认为是新一代无线通信技术的革命，在无线通信系统智能天线领域起着至关重要的作用[1-3]。在A×BMIMO中，A表示发射端的天线数，B表示接收端的天线数。因为A×BMIMO涉及到多天线创造的多条路径传播，所以可以根据发送端和接收端天线个数的不同，将A×BMIMO系统分为单入单出（SISO）、单入多出（SIMO）、多入单出（MISO）、多入多出（MIMO）4种类型[4]。相比于传统的SISO、SIMO、MISO来说，MIMO具有了更多的空间资源，在无线通信系统中影响通信质量的主要因素是多径衰落，但是MIMO系统却能够充分利用多径的影响来提高系统容量[5]。但是在实际操作上，MIMO系统的容量并不一定能得到理论上的可观结果，会受到实际状况的影响。因此对实际状况中发送端的信道状态信息（CSI）已知和未知下的信道容量进行原理推导以及数学分析是十分重要的。首先对A×BMIMO系统中SISO、SIMO、MISO、MIMO4种类型信道进行了原理推导，利用Matlab软件进行了信道容量分析，并对A×BMIMO系统已知和未知信道状态信息（CSI）[6]状态下的信道容量进行比较，仿真结果表明MIMO系统不管是否已知CSI，相比于传统的信道来说信道容量都得到了提升，通信系统的性能也得到了提高。1SISO、SIMO、MISO信道容量图1为S...
