夜雨聆风
【MATLAB源码】5G/6G:MIMO检测链路级学习平台(一)
🚀 5G NR 大规模 MIMO 检测算法仿真平台
面向 5G/6G 多天线系统的高性能软输出检测器完整实现
📌 为什么选择本仿真平台？
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🎯 核心价值
🔬 学术研究价值
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💼 工程应用价值
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⚡ 技术亮点
🌊 MIMO 检测技术栈
┌───────────────────────────────────────────────────────────────┐│ MIMO 检测器信号流 │├───────────────────────────────────────────────────────────────┤│ ││ y = Hx + n ──► [预处理] ──► [检测器] ──► [LLR计算] ──► [LDPC] ││ │ │ │ │ ││ QR分解/LLL ZF/MMSE/ Max-Log-MAP 译码 ││ LSD/K-Best ││ ││ 支持算法: ││ ZF | MMSE | OSIC | K-Best | LSD | SD | LR-MMSE | MLD │└───────────────────────────────────────────────────────────────┘
📊 性能指标 (仿真实测)
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8.5e-3 | 2.5 倍 |
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2.7e-2 | 1.9 倍 |
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4.0e-2 | 2.0 倍 |
💡 软信息优势：LSD 输出的软 LLR 结合 LDPC 译码，相比硬判决检测器具有显著的编码增益。
🖥️ 运行环境
最低要求
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| 必需工具箱 |
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| 推荐工具箱 |
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快速验证
% 在MATLAB命令窗口运行>> ver 5g% 应显示 5G Toolbox 版本信息
🧠 算法原理
MIMO 检测核心思想
问题：在多天线系统中，接收信号 是多个发射流的叠加，需要从混叠信号中恢复原始符号。
解决方案：
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线性检测 (ZF/MMSE)：通过伪逆矩阵分离各发射流，计算简单但性能有限。 -
干扰消除 (OSIC)：逐层检测并消除已判决信号的干扰，性能中等。 -
树搜索 (LSD/K-Best)：在约束搜索空间内寻找最优解，实现近 ML 性能。 -
格基规约 (LR-MMSE)：变换信道矩阵使其更正交，显著提升线性检测性能。
关键公式
MMSE 检测器:
Max-Log-MAP LLR 计算:
鲁棒 LLR (本项目特色): 当候选列表缺少某比特假设时，展开策略，避免 LLR 无穷大。
📁 项目结构
MIMO Equalization/├── 📂 mimo_detection/│ ├── 📂 core/ # 核心检测算法库│ │ ├── detect_linear.m # 线性检测器 (ZF, MMSE)│ │ ├── detect_osic.m # 排序串行干扰消除 (OSIC)│ │ ├── detect_mld.m # 最大似然检测 (MLD - 基准)│ │ ├── detect_sd.m # 球形译码 (SD - 硬判决)│ │ ├── detect_lsd.m # 🚀 列表球形译码 (LSD - 推荐)│ │ ├── detect_kbest.m # K-Best 检测器 (广度优先)│ │ ├── detect_mmse_pic.m # MMSE 并行干扰消除│ │ ├── detect_lr.m # 格基规约辅助检测│ │ └── lll_process.m # LLL 格基规约算法│ ││ ├── 📂 utils/ # 工具函数库│ │ ├── gen_5g_channel.m # 5G NR 信道生成 (TDL/CDL)│ │ ├── mod_5g.m # 5G 调制封装 (nrSymbolModulate)│ │ ├── demod_5g.m # 5G 解调封装 (nrSymbolDemodulate)│ │ ├── mimo_detect_wrapper.m # 统一检测器调用接口│ │ └── llr2softsym.m # LLR 转软符号│ ││ ├── 📂 sims/ # 仿真脚本 ("一键运行")│ │ ├── sim_main_comparison.m # 📊 多算法/多场景综合对比│ │ ├── diag_basic_link.m # 非编码链路诊断│ │ └── diag_coded_link.m # 编码链路诊断│ ││ └── 📂 tests/ # 单元测试│ ├── test_robust_llr.m # 鲁棒 LLR 验证│ ├── test_detectors.m # 检测器基础测试│ └── test_utils.m # 工具函数测试│└── 📂 docs/ # 文档├── 算法文档.md # 📘 算法原理详述 (含公式推导)
代码统计：
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📄 20+ 个与核心功能直接相关的 MATLAB 文件 -
📝 2000+ 行精炼代码 -
💬 100% 中文详细注释
🎬 仿真演示
一键运行算法对比
>> cd mimo_detection/sims>> sim_main_comparison
预设仿真场景
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输出结果预览
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