m基于matlab的光通信误码率仿真,分别对比了OFDM+BPSK和OFDM+4QAM的误码率和星座图

目录

1.算法描述

2.matlab算法仿真效果

3.MATLAB核心程序

4.完整MATLAB

1.算法描述

     光通信系统中，QAM调制应用广泛，因为其利用幅度和相位同时传递i信息，提高了频带利用率。目前，最高阶数的QAM已达到1024-QAM即星座图有1024个点。虽然QAM应用广泛，但是由于其产生的信号是复数信号，无法直接应用在基于强度调制/直接检测（IM/DD）系统中，所以一种改进的QAM调制格式对于可见光通信领域就显得尤其重要。
       正交幅度调制（QAM）是一种将两种调幅信号聚合在一起的调制方法。正交调幅信号由两个频率相同，相位相差90°的载波，分别称为I支路信号（同相支路）和Q支路信号（正交支路），两种被调制的载波在发送端被混合，在整体上显示为对载波的幅度和相位同时进行调制。

       OFDM技术的总体流程可以表示成图1。图1中，有码元a1到ak，共k个子信道，每个子信道对应一个子载波，这些子载波与ak相结合调制(基带调制)，调制结束后再进行射频调制，图中省略用天线图案表示。此后，空中叠加发送，接收端分别接收后进行解调。

    光通信就是以光波为载波的通信。增加光路带宽的方法有两种：一是提高光纤的单信道传输速率；二是增加单光纤中传输的波长数，即波分复用技术（WDM）。

ASON

       无论从国内研发进展、试商用情况，还是从国外的发展经验来看，国内运营商在传送网中大规模引入ASON技术将是必然的趋势。ASON(AutomaticallySwitchedOpticalNetwork，智能光网络)是一种光传送网技术。目前的产品和市场状况表明，ASON技术已经达到可商用的成熟程度，随着3G、NGN的大规模部署，业务需求将进一步带动传送网技术的发展，预计2007年ASON将得到更加广泛的商用。

FTTH

       FTTH(FiberToTheHome，光纤到户)是下一代宽带接入的最终目标。目前，实现FTTH的技术中，EPON将成为未来我国的主流技术，而GPON最具发展潜力。EPON采用Ethernet封装方式，所以非常适于承载IP业务，符合IP网络迅猛发展的趋势。目前，国家已经将EPON作为“863”计划重大项目，并在商业化运作中取得了主动权。

       GPON比EPON更注重对多业务的支持能力，因此更适合未来融合网络和融合业务的发展。但是它目前还不够成熟并且价格偏高，还无法在我国大规模推广。

        我国的FTTH还处于市场启动阶段，离大规模的商业部署还有一段距离。在未来的产业化发展中，运营商对本地网“最后一公里”的垄断是制约FTTH发展的重要因素，采取“用户驻地网运营商与房地产开发商合作实施”的形式，更有利于FTTH产业的健康发展。从日本、美国、欧洲和韩国等国家的FTTH发展经验来看，FTTH的核心推动力在于网络所提供的丰富内容，而政府对应用和内容的监控和管理政策也会制约FTTH的发展。

WDM

        WDM突破了传统SDH网络容量的极限，将成为未来光网络的核心传输技术。按照通道间隔的不同，WDM(WavelengthDivisionMultiplexing，波分复用)可以分为DWDM(密集波分复用)和CWDM(稀疏波分复用)这两种技术。DWDM是当今光纤传输领域的首选技术，但CWDM也有其用武之地。相对于DWDM，CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、对光纤要求低等优点。未来几年，电信运营商将会严格控制网络建设成本，这时CWDM技术就有了自己的生存空间，它适合快速、低成本多业务网络建设，如应用于城域和本地接入网、中小城市的城域核心网等。

RPR

       弹性分组环(ResilientPacketRing，RPR)将成为未来重要的光城域网技术。近年来许多国内外传输设备厂商都开发了内嵌RPR功能的MSTP设备，RPR技术得到了大量芯片制造商、设备制造商和运营商的支持和参与。

2.matlab算法仿真效果

matlab2017b仿真结果如下：

3.MATLAB核心程序

  

   

    

     

    
    

     

      %参数初始化
     
    
   

    

     

    
    

     

      %the OFDM symbols，OFDM长度
     
    
   

    

     

    
    

     

      Nsc           = 
      256;     
     
    
   

    

     

    
    

     

      %frame length
     
    
   

    

     

    
    

     

      Lf            = 
      10;                
     
    
   

    

     

    
    

     

      %发送数据
     
    
   

    

     

    
    

     

      tx_data       = func_seq('PRBS_15','PRBS',
      2e5);   
     
    
   

    

     

    
    

     

      %MQAM
     
    
   

    

     

    
    

     

      M             = 
      4;
     
    
   

    

     

    
    

     

      %QAM调制
     
    
   

    

     

    
    

     

      [mods,demods] = func_MQAM(Nsc,'M',M,'SymbolOrder','Gray'); 
     
    
   

    

     

    
    

     

      %高斯白噪声
     
    
   

    

     

    
    

     

      SNR           = [
      1:
      1:
      8]; 
     
    
   

    

     

    
    

     

      Ng            = 
      0.1;
     
    
   

    

     

    
    

     

      %training sequence
     
    
   

    

     

    
    

     

      TS_level      = [
      1,
      1];  
     
    
   

    

     

    
    

     

      %samples per symbol 
     
    
   

    

     

    
    

     

      Nfft          = 
      8*Nsc;                 
     
    
   

    

     

    
    

     

      %cyclic prefix length
     
    
   

    

     

    
    

     

      Np            = round(Ng*Nfft);                                               
     
    
   

    

     

    
    

     

      %发送前调制
     
    
   

    

     

    
    

     

      y_Tx_mod      = func_OFDM_modulator(tx_data,mods,Np,Lf,TS_level,Nfft);
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      %开始循环
     
    
   

    

     

    
    

     

      for i = 
      1:length(SNR)
     
    
   

    

     

    
    

     

          i
     
    
   

    

     

    
    

     

          SNRs = SNR(i);
     
    
   

    

     

    
    

     
    
      %可见光信道
     
    
   

    

     

    
    

     

          y_Tx_bef = y_Tx_mod;
     
    
   

    

     

    
    

     

          Fs       = 
      40e9;
      %采样频率
     
    
   

    

     

    
    

     

          Ts       = 
      1/Fs;
      %采样周期
     
    
   

    

     

    
    

     

          F_AWG    = 
      10e9;
      %频率偏移
     
    
   

    

     

    
    

     

          F_RF     = 
      0;                                
     
    
   

    

     

    
    

     

          AWG      = upsample(y_Tx_bef,Fs/F_AWG);          
     
    
   

    

     

    
    

     

          n        = (
      1:length(AWG))';
     
    
   

    

     

    
    

     

          S_RF     = AWG.*exp(
      1j*
      2*pi*F_RF*n*Ts);         
      %
     
    
   

    

     

    
    

     
    
      %LED信道
     
    
   

    

     

    
    

     

          SNRdb    = func_LED_channel();
     
    
   

    

     

    
    

     
   
      %降采样
     
    
   

    

     

    
    

     

          y_Rx        = func_decimate2(S_RF,Fs/F_AWG);
     
    
   

    

     

    
    

     
    
      %最后加入白噪声
     
    
   

    

     

    
    

     

          y_Rx2       = awgn(y_Rx,SNRs+SNRdb,'measured');
     
    
   

    

     

    
    

     
    
      %OFDM解调
     
    
   

    

     

    
    

     

          [rx_data,Y] = func_OFDM_demodulator(y_Rx2,demods,Np,Lf,TS_level,Nfft);
     
    
   

    

     

    
    

     

          [Nerr,BER]  = func_error(rx_data,
      15,
      0); 
     
    
   

    

     

    
    

     

          Bers(i)     = BER;
     
    
   

    

     

    
    

     

      end
     
    
   

    

     

    
    

     

      01_095_m 
     
    
  
 

  
 

4.完整MATLAB

V