基于16QAM調制的ACO-OFDM仿真實作（matlab）
之前看到了一篇大神寫的有關OFDM系統的仿真實作的MATLAB（文章鏈接在最后），在文章中他講到：
本系統中IFFT得到的時域信號雖然全為實的，但含有負數，這對于采用IM/DD的光通信系統是不行的，
所以我就寫了一篇ACO-OFDM系統的MATLAB仿真，眾所周知，ACO-OFDM系統架構在奇數子載波在訊號，偶數子載波不載訊號，在埃爾米特對稱處理之后，實數信號且保持反對稱之特性，此特性使每一信號在對應位置上皆有其相反數存在，隨后再將得到之信號做對零做限幅處理，使發送信號皆為正實數，滿足強度調制/直接檢測技術之要求，在接收器方面在經過快速傅立葉轉換成頻率域信號并經過等化器消除信道增益后，只取奇數子載波部份之結果，即為發送器之資訊，
在此宣告，本人小白，第一次在CSDN上寫文章，也是剛剛學習OFDM，所以我的代碼中有大量的借鑒，并且，在源代碼的基礎上去除了對PAPR處理的操作、TS訓練序列和信道均衡，我想做一個簡化版的MATLAB程式碼，以供像我這樣的初學者學習，
代碼在下方，有人也許會問為什么代碼復制了無法運行，因為里面的qam16是源代碼中的一個function,沒有這個當然無法運行了，想要完整程式碼，請認準源代碼作者，就當支持一下這位大神博主了，
clc
clear all;
close all;
Nt_carr=256; %子載波數=FFT點數---256
Np_carr=Nt_carr/2-1; %實際子載波數---127
Sig_per_carr=500; %每子載波含符號數---500
bits_per_symbol=4; %每符號含位元數,16QAM調制---4
CP_Ratio=1/8;
CP_length=CP_Ratio*Nt_carr;%回圈前綴長度
TS_length=Nt_carr+CP_length;%訓練序列長度
SNR=20;
%==================================================
%================信號產生===================================
baseband_out_length=Np_carr * Sig_per_carr * bits_per_symbol; %所輸入的位元數目 127*500*4
% rand( 'twister',0);
baseband_out=round(rand(1,baseband_out_length));%輸出待調制的二進制位元流
%==============16QAM調制====================================
complex_carrier_matrix=qam16(baseband_out);%列向量
figure;
plot(complex_carrier_matrix,'*r');%16QAM調制后星座圖
title('16QAM調制星座圖');
axis([-5,5,-5,5]);
grid on %顯示網格線
axis square
%==============串并變換====================================
%矩陣轉置時附加有取共軛
complex_carrier_matrix1=reshape(complex_carrier_matrix',Np_carr,Sig_per_carr)';%串并變換Sig_per_carr*Nt_carr 矩陣
%complex_carrier_matrix1=conj(reshape(complex_carrier_matrix',Nt_carr,Sig_per_carr)')%兩次轉置
%==============埃爾米特映射====================================
carriers=(1:Np_carr)+1;%共軛對稱子載波映射 復數資料對應的IFFT點坐標
conjugate_carriers=Nt_carr-carriers+2;%共軛對稱子載波映射 共軛復數對應的IFFT點坐標
IFFT_modulation=zeros(Sig_per_carr,Nt_carr);%添0組成IFFT_bin_length IFFT 運算
IFFT_modulation(:,carriers )=complex_carrier_matrix1 ;%未添加導頻信號 ，子載波映射在此處
IFFT_modulation(:,carriers(2:2:end) )=0;
IFFT_modulation(:,conjugate_carriers )=conj(complex_carrier_matrix1);%共軛復數映射
IFFT_modulation(:,conjugate_carriers(2:2:end) )=0;
%=================IFFT===========================
time_wave_matrix=ifft(IFFT_modulation,Nt_carr,2);%OFDM調制 即IFFT行變換
%時域波形矩陣，行為每載波所含符號數，列IFFT點數，N個子載波映射在其內，每一行即為一個OFDM符號
figure;
plot(0:Nt_carr-1,time_wave_matrix(1,:));%第一個OFDM符號的時域波形
axis([0,Nt_carr-1, -0.6, 0.6]);
grid on;
ylabel('Amplitude');
xlabel('Time');
title('IFFT');
% =================對零限幅===========================
time_wave_matrix_0=time_wave_matrix;
time_wave_matrix_0(find(time_wave_matrix<0))=0;
figure;
plot(0:Nt_carr-1,time_wave_matrix_0(1,:));
axis([0,Nt_carr-1, -0.6, 0.6]);
grid on;
ylabel('Amplitude');
xlabel('Time');
title('對零限幅');
figure;
stem(0:Nt_carr-1, abs(IFFT_modulation(2,1:Nt_carr)),'b*-')%第一個OFDM符號的頻譜
grid on
axis ([0 Nt_carr -0.5 4.5]);
ylabel('Magnitude');
xlabel('IFFT Bin');
title('第一個OFDM符號各頻率對應的幅度（幅頻回應）');
figure;
stem(0:Nt_carr-1, (180/pi)*angle(IFFT_modulation(2,1:Nt_carr)), 'b*-')
hold on
plot(0:Nt_carr-1, (180/pi)*angle(IFFT_modulation(2,1:Nt_carr)), 'go')
axis ([0 Nt_carr -200 +200])
grid on
ylabel('Phase (degrees)')
xlabel('IFFT Bin')
title('第一個OFDM符號各頻率對應的相位（相頻回應）')
figure;
subplot(211)
plot(0:Nt_carr-1,time_wave_matrix_0(1,:));%第一個OFDM符號的時域波形
axis([0,Nt_carr-1+CP_length, -0.6, 0.6]);
grid on;
ylabel('Amplitude');
xlabel('Time');
title('發送端第一個OFDM符號的時域波形');
%=====================添加回圈前綴CP====================================
CP=time_wave_matrix_0(:,Nt_carr-CP_length+(1:CP_length));
time_wave_matrix_add_CP=[CP,time_wave_matrix_0];
subplot(212)
plot(0:Nt_carr-1+CP_length,time_wave_matrix_add_CP(1,:));%第一個OFDM符號的時域波形
axis([0,Nt_carr-1+CP_length, -0.6, 0.6]);
grid on;
ylabel('Amplitude');
xlabel('Time');
title('發送端第一個OFDM符號的時域波形（加CP）');
%=========================并串轉換======================================
time_wave_matrix=reshape(time_wave_matrix_add_CP',(Nt_carr+CP_length)*Sig_per_carr,1)';
%=========================經過高斯噪聲信道======================================
received_time_wave_matrix=awgn(time_wave_matrix,SNR,'measured');
%===========================串并轉換========================================
received_time_wave_matrix_add_CP=reshape(received_time_wave_matrix',Nt_carr+CP_length,Sig_per_carr)';%去除訓練序列
figure;
subplot(311)
plot(0:Nt_carr-1+CP_length,received_time_wave_matrix_add_CP(1,:));%接收端第一個OFDM符號的時域波形（含CP）
axis([0,Nt_carr-1+CP_length, -0.6, 0.6]);
grid on;
ylabel('Amplitude');
xlabel('Time');
title('接收端第一個OFDM符號的時域波形（含CP）');
%=====================去除回圈前綴CP====================================
received_time_wave_matrix=received_time_wave_matrix_add_CP(:,CP_length+1:CP_length+Nt_carr);%去CP
subplot(312)
plot(0:Nt_carr-1,real(received_time_wave_matrix(1,:)));%接收端第一個OFDM符號的時域波形（含CP）
axis([0,Nt_carr-1+CP_length, -0.6, 0.6]);
grid on;
ylabel('Amplitude');
xlabel('Time');
title('接收端去除CP后的第一個OFDM符號的時域波形(實部)');
subplot(313)
plot(0:Nt_carr-1,imag(received_time_wave_matrix(1,:)));%接收端第一個OFDM符號的時域波形（含CP）
axis([0,Nt_carr-1+CP_length, -0.6, 0.6]);
grid on;
ylabel('Amplitude');
xlabel('Time');
title('接收端去除CP后的第一個OFDM符號的時域波形(虛部)');
%=================================FFT======================================
received_equilibrium_Hermite=fft(received_time_wave_matrix,Nt_carr,2);
received_equilibrium_Hermite=2*received_equilibrium_Hermite;
%===========================解埃爾米特映射==================================
received_equilibrium=received_equilibrium_Hermite(:,carriers);
received_equilibrium(:,(2:2:end))=0;
%=============================并串轉換=====================================
received_complex_carrier_matrix1=reshape(received_equilibrium',Np_carr*Sig_per_carr,1)';
figure;
plot(received_complex_carrier_matrix1,'*r');%接收端星座圖
title('接收端(16QAM解調制前)星座圖');
axis([-5,5,-5,5]);
grid on %顯示網格線
axis square
%===========================16QAM解調==================================
demodu_baseband_out=deqam16(received_complex_carrier_matrix1);
[~,ber]=symerr(demodu_baseband_out,baseband_out);
ber_carriers=zeros(1,Np_carr);
for j=1:Np_carr:2
for i=1:Sig_per_carr
for k=1:bits_per_symbol
if demodu_baseband_out((i-1)*Np_carr*bits_per_symbol+(j-1)*bits_per_symbol+k)~=baseband_out((i-1)*Np_carr*bits_per_symbol+(j-1)*bits_per_symbol+k)
ber_carriers(j)=ber_carriers(j)+1;
end
end
end
end
figure;
plot(1:Np_carr,ber_carriers,'--r*');
title('各子載波誤碼個數')
ylabel('誤碼個數');
xlabel('子載波編號');
xlim([1 Np_carr]);
grid on;
參考文章：基于16QAM調制的OFDM系統仿真實作（MATLAB）
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/ruanti/283076.html
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