目錄

1.算法描述

2.仿真效果預覽

3.MATLAB核心程序

4.完整MATLAB

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1.算法描述

? ? ? 可見光通信技術（Visible Light Communication，VLC）是指利用可見光波段的光作為信息載體，在空氣中直接傳輸光信號的通信方式。可見光通信技術綠色低碳、可實現近乎零耗能通信，還可有效避免無線電通信電磁信號泄露等弱點，快速構建抗干擾、抗截獲的安全信息空間。未來，可見光通信也將與WiFi、蜂窩網絡（3G、4G、甚至5G）等通信技術交互融合，在物聯網、智慧城市（家庭）、航空、航海、地鐵、高鐵、室內導航和井下作業等領域帶來創新應用和價值體驗。
? ? ? ?可見光無線通信是以LED為載體，在不影響正常照明前提下，將信息通過調制器進行調制后，將數字信號載頻到LED燈具上，利用LED發出快速的光脈沖無線傳輸信息。接收端利用光電轉換器（PD）接收含有信息的可見光，并轉換為電信號，然后進行濾波、整形和放大，并從中解調出相應的模擬信息。如果需要雙向傳輸（即下行和上行）或多路傳輸，則需要進行頻譜區分或多路取樣調制，并加入同步識別信號和同步檢測信號。對于可見光通信基站，通過信號源連接線將各個基站并聯連接，在只有下行信號傳輸系統中，無“信息接收部分”，只能通過“信息發射部分”將光信號下行，由帶有光電接收器/信號解調器的電腦或手機接收。

? ? ? ?空間調制技術是近年來提出的一種多天線空間復用技術.由于其單射頻傳輸特性,空間調制結構發送端不需要天線間同步,接收機僅需要一個簡單的單數據流檢測器.另外,空間調制還能夠利用無源天線傳遞信息.因此,空間調制相比傳統的多天線技術具有更高的能量效率,一經提出就引起了國內外學者的廣泛關注.?

? ? ? ? 目前，以空間調制(Spatial Modulation，SM)、廣義空間調制(Generalized Spatial Modulation，GSM)為代表的新型MIMO技術，成為4G以及5G的關鍵技術。空間調制系統在一個符號周期內，發送端只選擇部分發送天線發送信號，從而大大提高了頻譜效率，是大規模MIMO系統的重大突破。空間調制是將待發送的比特信息分成兩部分，一部分用于進行數字調制符號的映射，另一部分則用于選擇發射天線。

?? ? 空間調制（Spatial Modulation，SM），顧名思義，可以視為調制的一種。一般所說的調制如 QAM，是根據 0/1 比特序列對發射信號的幅度或是相位進行對應的改變，而 SM 則是根據對應比特序列來改變發射信號的“空間”特性，具體來說，是發射信號的信道特性。 ??
??假設在傳輸信息的過程中，某個時隙的信息比特序列為u ( 1 × N ) ∈ R u_{(1\times N)}\in\Ru?
(1×N)∈R。經過比特分割后得到u 1 ( 1 × N 1 ) ∈ R u_{1(1\times N_1)}\in\Ru 1(1×N 1)∈R，用于選擇天線，其中N 1 N_1N 1為用于選擇天線的比特數；u 2 ( 1 × ( N ? N 1 ) ) ∈ R u_{2(1\times (N-N_1))}\in\Ru 2(1×(N?N 1))∈R，用于調制符號的映射。空間調制系統模型如圖1-1所示。

?? ?空間調制（Spatial Modulation，SM），顧名思義，可以視為調制的一種。一般所說的調制如 QAM，是根據 0/1 比特序列對發射信號的幅度或是相位進行對應的改變，而 SM 則是根據對應比特序列來改變發射信號的“空間”特性，具體來說，是發射信號的信道特性。

? ? SM 的優勢在于能夠通過相互獨立的信道來發送額外的比特信息。頻譜效率得到提升。同時，由于每一時刻被激活工作的發射天線只有一根，因此原本 MIMO 中存在的 ICI 問題也就被避免了，并且發射機的射頻鏈每一時刻只需要一條，功耗可控。另外，這一方案對接收機的天線數目要求并不高，可適用于移動終端。

2.仿真效果預覽

matlab2022a仿真結果如下：

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3.MATLAB核心程序

............................ MTKL = 500; %LED數量 LEDt = 4; LEDr = 4; %每幀符號數 %下面幾個為保存仿真的變量和統計數據長度使用 Flen = 100; Blen = log2(LEDt)+1; Alen = log2(LEDt).*Flen; Mlen = Flen; Fn = zeros(1,LEDt); Hh = zeros(LEDt,LEDr); for ij=1:length(SNRs)%開始循環，每次仿真不同的SNRfor mt=1:MTKL%蒙特卡洛循環，計算平均，提高精度[ij,mt]%瑞利信道H1 = (randn(LEDt, LEDr) + randn(LEDt, LEDr)*1i)/sqrt(2);for i1=1:LEDt Fn(i1)=norm(H1(i1,:),'fro'); Hh(i1,:)=H1(i1,:)./Fn(i1)*sqrt(LEDr); %計算瑞麗信道的范數作為最終的信道參數end%發送BitMod = double(randn(1,Mlen)>=0.5); %產生測試數據SymMod = -2*BitMod+1;%數據0101變為-1,1，-1,1 BitAnt = double(randn(1,Alen)>=0.5); %進制轉換IndexAnt= func_bit2dec(BitAnt,log2(LEDt))+1; %發送矩陣，轉換為空間調制方式發送Tdat = zeros(Flen,LEDt); for j1=1:FlenTdat(j1,IndexAnt(j1)) = SymMod(j1);end%信道H+awgnTdat2 = Tdat*Hh; %信道HRdat = awgn(Tdat2,SNRs(ij),'measured'); %信道awgn%根據文獻可知，使用最大似然ML檢測[ML_dat1,ML_dat2] = func_ML(Rdat,LEDt,Hh,Flen);ML_dat3 = reshape(ML_dat1,1,log2(LEDt)*Flen);err1(ij,mt) = sum(ML_dat3~=BitAnt); err2(ij,mt) = sum(ML_dat2~=BitMod); enderr3(ij)=[mean(err1(ij,:))+mean(err2(ij,:))]/(Alen+Mlen);%計算誤碼率 end ............................................... 01_192m

4.完整MATLAB

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總結

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