改进的可见光通信系统PTS峰均比抑制方法

针对非对称剪切正交频分复用(asymmetric-clipped orthogonal frequency division multiplexing,ACO-OFDM)可见光通信(visible light communication,VLC)系统中信号的高峰均功率比(peak-to-average power ratio,PAPR)问题,采用部分传输序列(partial transmit sequence,PTS)方法,并结合二进制离散粒子群优化(discrete particle swarm optimization,DPSO)算法,提出一种改进的PTS峰均比抑制方法——DPSO-PTS方法。利用DPSO算法对加权的相位因子进行优化处理,选择最佳的相位因子组合来有效控制PAPR的范围,并对乘加权信息的子块进行求和,从而选择出最小PAPR对应的一组信号进行传输。仿真结果表明,在互补累计分布函数(complementary cumulative distribution function,CCDF)为10-4时,DPSO-PTS方法的系统PAPR降低了约4 dB,且相较于传统PTS方法,系统的复杂度和误码率(bit error rate,BER)性能也得到有效的改善。

基于压扩变换的60GHz正交频分复用光载无线通信系统实验研究

提出并实验研究了在60GHz正交频分复用(OFDM)-光载无线通信(ROF)系统中采用压扩变换技术降低OFDM信号峰值平均功率比(PAPR),并提高系统的接收灵敏度。实验结果表明,携带基于压扩变换的2.5Gb/s60GHz的OFDM-ROF信号经标准单模光纤传输50km后,在无色散补偿和误码率为10-3的条件下,当入纤功率为12dBm时,系统接收灵敏度提高约2.3dB,并且当互补累积分布函数(CCDF)为10-4时,OFDM信号的PAPR下降约3dB。

室内可见光通信系统中的OFDM与ACO-OFDM调制技术研究

通过建立基于非对称限幅-正交频分复用(ACO-OFDM)的室内可见光通信系统模型和室内空间环境,研究了ACO-OFDM与一般OFDM调制对室内可见光通信系统性能的影响,并通过仿真验证了ACO-OFDM调制抵抗频率偏移的性能与误码性能。

基于OFDM-PON的短训练序列分配方案

提出一种适用于正交频分复用-无源光网络(orthogonal frequency division multiplexing-passive optical network,OFDM-PON)符号同步的短训练序列,通过对无线局域网中短训练序列的子载波分配方案进行调整,将短训练序列的实时域信号非零均值调整为零均值,解决了由于时域非零均值短训练序列拖尾干扰造成接收数据解调错误的问题.仿真和实验结果表明,该改进方法可以有效减少由短训练序列拖尾干扰引起的数据解调错误.

基于DCO-OFDM水下可见光通信系统的预均衡技术

针对硬件预均衡技术和基于有限脉冲响应(FIR)滤波器的软件预均衡技术存在的问题,提出了数字预加重的软件预均衡技术,该技术根据发光二极管(LED)的频率响应参数针对性地补偿LED带宽,并设计了一套直流偏置光-正交频分复用(DCO-OFDM)水下可见光通信系统作为实验测试平台。实验结果表明:采用数字预加重技术后,LED调制带宽由7.8 MHz提升至了16 MHz,且该技术实现复杂度低、灵活性强,预均衡后的信号频谱更加平坦。

基于SIPM的分层非对称限幅O-OFDM系统性能分析

针对DCO-OFDM(DC-Biased Optical OFDM)系统能量效率低以及高阶信号调制复杂度高的问题,提出一种基于子载波索引功率调制(Subcarrier Index-Power Modulated,SIPM)的分层非对称限幅OOFDM(Layered Asymmetrically Clipped Optical OFDM,LACOOFDM)技术。该技术对高低功率子载波分别采用8-PSK和QPSK低阶星座映射格式,同时结合LACO技术,有效避免了直流偏置带来的OFDM系统能量损耗,增加了信号的传输容量。仿真结果表明:SIPM-LACO-OFDM技术可以在不降低频谱效率的前提下,提高系统能量效率,具有更好的误码率性能和非线性容忍度。在25 km SSMF IMDD PON信道下,SIPM-LACO-OFDM系统相较于传统SIPM-OOFDM系统,在接收光功率上有1.8 dB左右的优势,为下一代光接入网提供了一种有效的可行性方案。

一种多孔径接收器的设计及其可见光通信系统

为了研究接收元件方向性和接收器对可见光通信的影响,并解决当前接收器信道增益弱的问题,设计一种基于多孔径接收器的多输入多输出室内可见光通信(visible light communication,VLC)系统。通过光发射器与接收器的关系,提出多孔径接收器,改善信道矩阵条件。该接收器包含8个接收元件,每个接收元件由一个裸片光电探测器和其上方的一个孔径组成,其目的是利用小型化的平面结构,提供较宽的视场和优秀的角度分集;基于该接收器,利用非对称截断光-正交频分复用(asymmetrically clipped optical orthogonal frequency division multiplexing,ACO-OFDM)传输消息,形成一个完整的多输入-多输出的VLC系统,实现了数据流的可靠传输。仿真实验采用4个发光二极管(light emitting diode,LED),测试数据表明,与当前优秀的接收器相比,所提设计在不同位置的误码率更低,多流干扰非常低,信道增益更大。

一种非线性压扩方案在光OFDM系统中的应用

在采用正交频分复用技术的可见光通信系统中,由于信号具有较高的峰均功率比会引起系统性能下降,针对这种问题,将基于误差函数的压扩变换方案应用到光OFDM系统中,通过性能分析和软件仿真,有效地改善了系统性能。

基于AD9361的实时OFDM-RoF发射机FPGA实现

基于正交频分复用-光载射频(OFDM-Ro F)技术原理,提出了一种OFDM-Ro F发射机的设计方案及关键技术的实现方法。采用现场可编程门阵列(FPGA)和AD9361设计了实时产生2.4GHz OFDM射频信号的硬件平台,并对OFDM信号进行离线处理。OFDM电信号解调后的星座图具有较好的收敛性,相应的误差矢量幅度(EVM)为3.575%。AD9361的高集成度、高灵活性简化了OFDM-Ro F发射端机的硬件设计,对于该技术的进一步商用化具有重要的意义。

基于FPGA的OFDM-RoF符号定时同步的实现

提出了一种在正交频分复用-光载无线(OFDM-RoF)接收系统中符号定时同步算法的设计方案,阐述了该算法在现场可编程门阵列(FPGA)上的实现过程,分析了该设计方案的优势。设计完成后,运用Modelsim SE 10.1c对该算法进行仿真测试并对实验结果进行分析。

降低DCO-OFDM系统峰均功率比的IGA-SLM算法

针对可见光通信中直流偏置光-正交频分复用(DCO-OFDM)系统存在的高峰均功率比(PAPR)问题,可采用选择性映射算法来降低系统的PAPR。由于选择性映射算法只能在有限组相位旋转序列里选择局部最优,因此引入遗传算法来搜索全局最优解,同时针对遗传算法容易产生过早收敛的问题,文章提出自适应调整机制、自适应多点交叉机制、最优解保护机制和立即淘汰机制来改进遗传算法,进而提出改进型遗传选择性映射算法(IGA-SLM)。仿真结果表明,该算法可显著降低可见光通信DCO-OFDM系统的PAPR。

基于叠加训练序列的ACO-OFDM信道估计

现有光信道估计方法主要存在复杂度高、估计性能不突出等缺陷.为此,在简要分析ACOOFDM原理的基础上,提出了一种适用于ACO-OFDM系统的叠加训练序列信道估计方法.通过对接收信号一阶统计平均的处理,避免了因接收信号多变而引起的检测效果不稳定的缺陷,且具有复杂度低,估计性能好等优势.实验仿真及分析表明,较传统最小二乘法,提出的叠加训练序列信道估计方法有高于20dB的性能增益,适合应用于无线光传输高精度信道估计.

可见光通信单极性非对称限幅光OFDM技术研究

为了提升非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)的频谱效率,提出了一种单极性非对称限幅光OFDM(UACO-OFDM)调制技术。UACO-OFDM是由ACO-OFDM和单极性OFDM(UOFDM)两种光OFDM信号组成,不同长度的信号在发送端按照一定规则进行叠加。然后通过发光二极管(LED)进行传输,在接收端只用1个光电检测器(PD)接收光信号,采用干扰消除方法依次对不同信号进行解调。当调制阶数相同时,UACO-OFDM的频谱效率要高于ACO-OFDM。在频谱效率相等的情况下,对UACO-OFDM和其他传统光OFDM调制方式的误比特率(BER)和峰均比(PAPR)性能进行对比分析。仿真结果表明,UACO-OFDM的BER性能更优。与频谱能量有效OFDM(SEE-OFDM)相比,当子载波数为64时,两者的PAPR性能比较接近;当子载波数为256和1 024时,UACO-OFDM比SEE-OFDM的PAPR分别低2dB和5dB以上。

基于LDPC-TCM OFDM的60GHz光载毫米波传输性能实验研究

提出采用低密度奇偶校验码-网络编码调制(LDPC-TCM)提高正交频分复用(OFDM)信号在60GHz光载无线通信(ROF)系统中的传输性能。研制了60GHz LDPC-TCM OFDM-RoF系统,实验比较LDPC-OFDM信号和LDPC-TCM OFDM信号在60GHz光载毫米波的性能,当误码率(BER)为10-3时,经过光纤传输20km后,LDPC-OFDM信号的接收机灵敏度比原始OFDM信息提高了15dB,而LDPC-TCM OFDM信号比LDPC OFDM信号提高1dB。结果说明,LDPC-TCMOFDM信号比LDPC OFDM信号在光链路传输系统中具有更佳的纠错能力和更能降低光链路中色散的影响。

一种新型OOFDM符号同步技术

提出了一种简单、低复杂度、鲁棒性强的光正交频分复用(optical orthogonal frequency division multiplexing,OOFDM)符号同步技术,并予以实验验证.算法的主要思想是在OFDM符号的第0子载波上加载编码的直流(direct current,DC)信号,达到在接收端进行OFDM帧同步和符号同步的目的.由于该技术利用了本就闲置的第0子载波,不会额外损耗系统的带宽,因此,适用于OFDM无源光网络(OFDM-passive optical network,OFDM-PON)系统.在20 km标准单模光纤通信系统中,运用该同步算法实现了2.667 Gbit/s的实时数据传输.该技术还提供了在物理层增加网络安全机制的功能,实现了点到点和点到多点的OOFDM网络的符号同步.

LED非线性信道下基于对称恢复的ACO-OFDM性能研究

针对可见光通信系统中的LED非线性失真效应,提出基于对称恢复的非对称限幅光正交频分复用(ACOOFDM)接收机。利用ACO-OFDM的对称恢复特性,可以在时域实现奇数和偶数子信道之间的频谱分集。理论与实验证明,该方案在高非线性的可见光通信系统上实施效果良好。仿真结果证明了所使用的分集合并方案优于传统的ACO-OFDM方法。此外发现,增加调制指数导致较为显著的非线性时,该方案能够呈现出更好的性能。

融合VOOK的混合ACO-OFDM可见光通信技术研究

调光控制可以实现发光二极管(LED)亮度的变化,满足用户的各种照明需求。可见光通信(VLC)是基于LED照明基础上发展而来的一种通信技术,兼备照明和通信的双重功能,因此,调光控制在VLC领域值得深入研究。本文提出一种全新的兼容调光控制的VLC系统,该系统将可变单载波开关键控(VOOK)和多载波混合非对称剪裁正交频分复用(HACO-OFDM)融合传输,实现LED调光和高效数据传输的双重功能。同时,针对混合信号引入时间选择性偏置,保证混合信号工作在LED的线性区间,消除非线性失真的影响。更为重要的,引入的时间选择性偏置不会干扰VOOK和HACO-OFDM信号的传输,在接收端,两种信号可以独立地完成检测,不会影响彼此的传输性能,系统误码率不会变差。并且整个系统添加的部分模块未对系统复杂度带来较大的影响。仿真结果验证了提出方案的有效性。