大气激光通信非对称限幅光正交频分复用技术

将一种新的正交频分复用调制技术运用到大气激光通信系统中,分析了采用这种非对称限幅光正交频分复用调制技术的大气激光通信系统在大气湍流信道下的性能.在此基础上,把非对称限幅光正交频分复用调制方案与传统的开关键控及直流偏置光正交频分复用调制方案进行了比较,并在大气湍流信道中进行了仿真.仿真结果表明:非对称限幅光正交频分复用调制技术增强了系统对大气湍流的抗干扰能力,该方案可以满足大气激光通信系统的需要.

非对称限幅光正交频分复用系统中峰值平均功率比抑制方法研究

为了降低非对称限幅光正交频分复系统中高峰值平均功率比对紫外光通信系统性能的影响,根据非对称限幅光正交频分复系统的特殊信号形式,对传统压缩扩张变换算法和选择性影射算法进行了结构上的改进,将改进后的算法运用到基于非对称限幅光正交频分复技术的紫外光通信系统中,可以使系统峰值平均功率比平均得到3dB的性能改善.在此基础上,为了进一步降低系统峰值平均功率比,采用了压缩扩张变换-选择性影射串行联合算法,能够使系统峰值平均功率比降低近5dB,该联合算法能够很好地降低非对称限幅光正交频分复用系统的峰值平均功率比,可以满足紫外光通信系统的需求.

基于低密度奇偶校验码和非对称限幅光正交频分复用技术的大气激光通信系统性能

研究了一种光功率效率高的非对称限幅光正交频分复用(OFDM)调制技术,通过对信号的非对称削减,将OFDM调制技术运用到光通信领域。将这种非对称限幅光OFDM技术运用到大气激光通信系统中,分析了采用非对称限幅光OFDM技术大气激光通信系统在大气湍流信道下的性能。在此基础上,将低密度奇偶校验(LDPC)码和置信传播迭代译码算法应用到大气激光通信系统中,并结合非对称限幅光OFDM强度调制方案,在大气湍流信道中进行了仿真。仿真结果表明,LDPC码具有优越的纠错能力并获得了较大的编码增益,该方案可以满足大气激光通信系统的需要。

基于多层非对称剪裁光正交频分复用的水下光无线通信系统

为了提高水下光无线通信(UOWC)的频谱效率和功率效率,提出了一种基于多层非对称剪裁光正交频分复用(Layered-ACO-OFDM)的UOWC系统。该系统通过对子载波分层调制的方法,充分利用了传统非对称剪裁光正交频分复用(ACO-OFDM)中损失的频谱资源,极大地提高了光无线通信系统的频谱效率。此外,Layered-ACOOFDM系统不需要加入直流偏置,故功率效率也得到了大大提升。考虑了可见光在海水中传输过程中的吸收和散射效应,建立了基于蒙特卡罗方法的UOWC信道模型,并较为全面地研究了海水中不同叶绿素浓度和不同接收机参数下的信道响应。结果表明,与传统ACO-OFDM相比,基于Layered-ACO-OFDM的UOWC系统具有频谱效率高的优势。同时,当信噪比为27 dB时,在清澈海水中其可以实现10 m距离下1 Gb/s的高速率通信。

扩频序列对可见光通信ACO-MC-CDMA系统性能的影响分析

ACO-MC-CDMA系统是码分多址(CDMA)和非对称限幅正交频分复用(ACO-OFDM)相结合的系统,可以满足可见光通信强度调制/直接检测系统对调制信号是实数的要求,并能够提供多址接入、抗符号间干扰和窄带干扰的能力。但由于ACO-OFDM系统结构的限制,CDMA扩频序列只能采用长度为2的幂次方的序列,因此研究Walsh码、正交可变扩频因子(OVSF)和正交Gold(OG)序列对系统的影响。首先,介绍了ACOMC-CDMA系统的原理;其次,介绍了三种扩频序列的产生及其互相关函数;再次,采用正交恢复合并、最大比合并和等增益合并,推导了系统的理论信噪比公式;最后建立了蒙特卡罗误码率仿真模型。结果表明,ACOMC-CDMA系统采用Walsh码的BER性能最好。扩频序列越长,误码率(BER)性能越好。

基于非对称限幅法降低OOFDM系统的PAPR

为降低OOFDM(光正交频分复用)系统中的高PAPR(峰均功率比),文章提出了一种基于非对称限幅法的抑制算法,其核心思想是通过门限电平去除信号负项并对信号峰值进行限幅,产生满足OOFDM系统要求的正、实基带信号,同时联合滤波技术避免较大PAPR的出现。仿真结果表明,该方法既能有效地改善PAPR特性,又能保证系统获得可靠的误码率性能。

可见光通信中HACO-OFDM系统的信道估计研究

针对可见光通信(VLC)中混合非对称幅度截断光正交频分复用(HACO-OFDM)系统中非视距路径(NLOS)信道会恶化可见光通信系统的误码性能,提出一种用于HACO-OFDM系统的信道估计方案。在该方案中,块状导频仅被添加到奇数子载波,通过联合最小二乘(LS)算法和三次样条插值获得完整的信道状态信息(CSI)。仿真结果表明,HACO-OFDM系统采用提出的信道估计方案后,显著改善了来自NLOS信道信号的误码性能。本方案实现简单,能够较准确的获取信道状态信息,可以提高NLOS场景下的可见光通信质量。

室内可见光通信ACO-OFDM系统信道编码性能分析

为降低传输信道中障碍物反射对可见光通信产生的干扰和多径效应,首先,搭建了非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)仿真模型和信道模型,仿真验证了采用基于正交幅度调制(16QAM)的ACO-OFDM调制在直射链路和反射链路中均有更好的抗噪性能。然后,将级联BCH和卷积码的编码方式加入ACO-OFDM。仿真结果表明:采用级联BCH码和卷积码的ACO-OFDM系统具有更高的抗噪性能以及更好的抗干扰性能,改善了可见光通信性能。

基于SLM-SCMA技术的ACO-OFDM系统性能分析

针对非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)系统高峰值平均功率比(PAPR)的问题,提出了一种降低PAPR的上行多址方案,采用选择性映射-稀疏码分多址(SLM-SCMA)技术抑制ACO-OFDM系统的PAPR,并通过Matlab软件对ACO-OFDM系统性能进行了仿真。仿真结果表明:当子载波数N=512、CCDF值为10-4时,不采用和采用SLM-SCMA技术的ACO-OFDM系统PAPR分别为11.82 dB、7.02 dB。

基于离散哈特莱变换的LACO-OFDM低复杂度接收方法研究

在分层非对称限幅光正交频分复用(LACO-OFDM)中,采用离散哈特莱变换(DHT)可以弥补采用快速傅里叶变换(FFT)时存在的频谱效率不高的缺陷,但在接收端多层信号的分离仍存在计算复杂度高的问题。结合DHT-LACO-OFDM信号的时域对称和反对称特性,提出一种基于时域重构的分层信号接收方法,在时域把叠加的信号进行分层接收。研究结果表明,相比于传统的时频域结合的迭代接收方式,基于时域重构的分层信号接收方法在误比特性能上与传统的迭代接收方式几乎相同,但计算复杂度约降低为原来的一半。

一种基于时域处理的低复杂度HACO-OFDM系统

针对计算复杂度高和误码率(BER)受限幅噪声估计精度影响的问题,提出一种低复杂度的混合非对称限幅光正交频分复用(HACO-OFDM)系统及基于时域处理的接收解调方法,详细介绍了HACO-OFDM系统的组成及其时域信号的结构特点,通过简单的时域信号处理实现限幅噪声消除。实验结果表明:该方案显著降低了计算复杂度;当限幅噪声估计误差较大时,系统接收机的脉冲幅度调制的离散多音频(PAM-DMT)支路BER性能显著优于传统系统接收机。

可见光通信叠加ACO-OFDM调制技术

有限层信息流叠加时频谱能量有效正交频分复用(SEE-OFDM)技术与直流偏置光正交频分复用(DCOOFDM)技术的频谱效率存在差距。针对该问题,提出一种基于SEE-OFDM的叠加非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)调制技术。通过改变不同层信息流的调制阶数,使得叠加ACO-OFDM的频谱效率与DCO-OFDM相等。对系统误比特率(BER)进行理论分析,确定系统BER最小时的调制阶数组合算法,并提取每层信息流在解调时的子载波。实验结果表明,当频谱效率为1.5时,在线性AWGN信道下叠加ACO-OFDM技术的BER性能要优于DCO-OFDM技术与ACO-OFDM技术。

ACO-OFDM系统中抑制PAPR性能的PTS改进算法

非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)系统中基于传统部分传输序列(PTS)的峰均比(PAPR)抑制算法存在复杂度过高,需要传送边带信息的问题。在优化后的OFDM符号中直接插入边带信息会导致PAPR再升,带来传输速率损失。针对上述不足,提出一种基于阈值迭代的PTS改进算法。在搜索最优相位因子时,当PAPR小于给定阈值时,停止迭代降低计算复杂度。仿真结果表明,和传统PTS算法相比,PAPR抑制效果更好,复杂度更低,能在不降低传输速率的情形下同时传输边带信息。

大气湍流环境下ACO-OFDM可见光通信系统性能研究

建立了车辆和交通灯通信的智能交通系统模型,用随机相位屏模拟室外大气湍流,引入非对称裁剪光正交频分复用(ACO-OFDM)技术到该通信系统模型中,研究了不同强度湍流下系统的性能,并与脉冲位置调制(PPM)技术进行了对比.仿真结果显示:弱湍流下,信噪比为1~8,12~16 dB时,4QAM-ACO-OFDM的误码率低于PPM的误码率;中等湍流下,信噪比为1~5,11~14 dB时,4QAM-ACO-OFDM的误码率低于PPM的误码率;强湍流下,在相同的信噪比下,4QAM-ACO-OFDM的误码率均低于PPM的误码率.因此,与PPM相比,4QAM-ACO-OFDM对湍流有较强地抑制作用,为ACO-OFDM在室外可见光通信系统中应用提供了可能.

可见光辅助中继通信系统与功率分配方案

当室内可见光通信链路因遮挡产生阻塞引起通信中断时,需要通过辅助中继对信号进行转发,因此建立了室内可见光通信辅助中继系统模型。首先分析了室内可见光通信系统中存在链路阻塞时室内光源在屋顶的位置约束关系,通过利用办公室顶灯作为信号光源和中继,采用非对称削波直流偏置光正交频分复用实现辅助中继的信号复用,保证了遮挡信号中继传输的同时,保持与其目的终端之间的通信;随后利用遗传算法对光源端和中继端的功率进行优化分配以优化系统性能,并在遮挡情况下与等功率分配方案的系统误码率性能进行了比较。结果表明,当直接通信链路阻塞时,最优功率分配方案的辅助中继系统比采用等功率分配的系统损耗小3dB。

可见光ACO-OFDM通信系统的选择性判决反馈均衡

针对非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)的可见光通信系统中发光二极管引起的非线性失真问题,提出了一种选择性判决反馈均衡(s DFE)方法.该法设计了一个具有选择反馈均衡功能的模块,用线性信号来补偿非线性信号解决了ACO-OFDM的非线性失真,所产生的线性补偿信号可根据限幅边界范围进行选择性判决反馈,实现补偿ACO-OFDM信号频谱.仿真结果表明:在不同光功率条件下,该方法能够有效改善误码率性能,比特误码率可以达到1.37×10^(-4),恢复信号的频谱幅度可达38 d Bm.

高速光通信中正交频分复用技术的研究

正交频分复用是一种优秀的调制技术,具有较高的频谱效率。介绍了正交频分复用的基本原理及其在光通信领域的应用,分析了该技术用于高速光通信的主要传输结构,并对系统涉及的关键技术进行了探讨。此外,较为详细地分析了非对称整形光正交频分复用的结构和原理,提出了光正交频分复用的应用前景。

一种基于链路状态的舱内环境自适应干扰消除算法

针对舱内无线光传输系统多种干扰问题,比如多径损耗和突发干扰等,提出一种基于链路状态的自适应干扰消除技术,该方法分析舱内链路状态,完成链路状态估计,采用环境自适应的变遗忘因子RLS(recursive least squares)算法,针对不同链路状态采取差异化的干扰消除策略,以提高舱内通信质量。仿真结果表明:该算法在尽力避免增加算法复杂度的条件下,相对于传统固定遗忘因子算法,在平稳状态下优先保证传输的误码性能,在链路状态变化时具有更好的收敛性能,灵活适应了舱内多种传输情况。

可见光通信非对称限幅光多载波码分多址系统的设计及性能分析

基于码分多址(CDMA)和非对称限幅光(ACO)正交频分复用,提出了非对称限幅光多载波码分多址系统。在视线传播和散射传播信道中,采用正交恢复合并(ORC)、最大比合并(MRC)和等增益合并(EGC)算法,推导了受限幅噪声影响时系统的信噪比,建立了蒙特卡罗误比特率(BER)仿真模型。研究结果表明,通过增大扩频序列长度可以提高BER性能。随着用户数增多,多用户间干扰增大,MRC算法性能变差,ORC算法保持了用户间的正交性,BER性能最好。所提系统的性能比反转多载波CDMA和单极性多载波CDMA系统的更好。

基于SIPM-SPM调制的ACO-OFDM系统性能分析

针对DCO-OFDM系统功率效率低以及高阶信号调制复杂度高的问题,提出一种联合子载波索引和功率叠加复用(Subcarrier Index-Power Modulated With Superposition Multiplexing,SIPM-SPM)的新型信息承载维度,将其应用于非对称限幅光正交频分复用(Asymmetrically Clipped Optical OFDM,ACO-OFDM)系统。该调制技术对高功率子载波采用SPM,添加两个8PSK和QPSK编码的复值数据,进一步增加了信号的传输容量,同时ACO-OFDM系统避免了直流偏置带来的功率损耗。仿真结果显示:在ACO-OFDM系统中,SIPM-SPM相较于SIPM(8-PSK/QPSK),信号传输容量提高了28.6%;相较于相同信号传输容量的SIPM(32-PSK/QPSK),在误码率为1.0×10^(-3)时,信噪比增益>2.8 dB,色散容忍度提高了>560 ps/nm,光发射功率动态范围提高了>6.7 dB。这表明将SIPM-SPM调制应用于ACO-OFDM系统,具有较好的抗噪声性能和较高色散容忍度,也降低了对发射光功率的需求。