基于 DCO-OFDM 的 OFDMA的可见光通信系统matlab

DCO-OFDM（Direct Current-Biased Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing）被广泛应用于可见光通信系统中。OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）是一种多用户访问技术，可有效地提高系统容量。下面是一个基于 DCO-OFDM 的 OFDMA 可见光通信系统的 Matlab 实现示例：

首先，定义系统参数：

clc;
clear all;
close all;
N = 64; %子载波数
M = 4; %调制阶数
I = 2; %OFDMA子信道数
L = 256; %码长
SNR = 20; %信噪比

生成随机数据并进行 IFFT 变换：

a = randi([0 M-1],1,I*N); %随机产生I*N个调制符号
x = zeros(I,N);
for i=1:I
    x(i,:) = ifft(a((i-1)*N+1:i*N),N); %对调制符号进行IFFT变换
end

定义 DCO-OFDM 调制函数：

function [s,t] = dco_ofdm_mod(x,N,L)
%DCO-OFDM modulation
% x: input data
% N: number of subcarriers
% L: length of the sequence
% s: output DCO-OFDM signal
% t: time sequence
P = 10; %LED功率
fs = 200e6; %采样频率
Ts = 1/fs; %采样间隔
t = (0:L-1)*Ts; %时间序列
f0 = 2e6; %直流偏置频率
fc = 20e6; %载波频率
h1 = 0.5; %半高全宽为0.5 ns的矩形脉冲响应
g = @(t) (t>=0 & t<=h1)*1/h1; %矩形脉冲响应
s = zeros(1,L);
for i=1:N
    s = s + sqrt(2/P)*real(x(i))*cos(2*pi*f0*t+(i-1)*2*pi/N); %直接调制
end
s = s.*g(t); %矩形脉冲响应
s = s.*cos(2*pi*fc*t); %载波调制
end

定义 OFDMA 调制函数：

function [y,d,r] = ofdma_mod(x,I,N,L)
%OFDMA modulation
% x: input data
% I: number of subchannels
% N: number of subcarriers
% L: length of the sequence
% y: output OFDMA signal
% d: subchannel data
% r: resource allocation matrix
d = zeros(I,N);
r = zeros(I,N);
for i=1:I
    d(i,:) = x((i-1)*N+1:i*N);
    r(i,:) = randi([0,1],1,N);
end
y = zeros(I*N,L);
for i=1:I
    y((i-1)*N+1:i*N,:) = d(i,:)'*r(i,:);
end
end

定义 AWGN 噪声函数：

function n = awgn_noise(x,SNR)
%AWGN noise
% x: input signal
% SNR: signal-to-noise ratio
% n: output noise signal
L = length(x);
sigma = sqrt(sum(abs(x).^2)/(L*10^(SNR/10))); %计算噪声标准差
n = sigma*randn(1,L); %产生噪声
end

将上述函数结合起来，进行 DCO-OFDM 和 OFDMA 调制：

[s,t] = dco_ofdm_mod(x,N,L); %DCO-OFDM modulation
[y,d,r] = ofdma_mod(s,I,N,L); %OFDMA modulation

添加 AWGN 噪声：

n = awgn_noise(y,SNR); %添加AWGN噪声
y = y + n;

解调 OFDMA 信号：

z = zeros(I*N,L);
for i=1:I
    z((i-1)*N+1:i*N,:) = y((i-1)*N+1:i*N,:).*r(i,:); %OFDMA解调
end

对解调后的信号进行 FFT 变换：

b = zeros(1,I*N);
for i=1:I
    b((i-1)*N+1:i*N) = fft(z((i-1)*N+1:i*N,:),N); %对解调后的信号进行FFT变换
end

计算误码率：

err = 0;
for i=1:I*N
    if a(i) ~= round(real(b(i)))
        err = err + 1;
    end
end
BER = err/(I*N);

以上就是一个基于 DCO-OFDM 的 OFDMA 可见光通信系统 Matlab 实现的示例。