可见光通信光正交频分复用系统符号分解技术抑制LED非线性失真研究

贾科军; 杨博然; 陆皓; 郝莉

doi:doi:10.3788/CJL202047.0406002

中国激光, 2020, 47 (4): 0406002, 网络出版: 2020-04-08

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LED Nonlinearity Mitigation for Visible Light Communication Optical-OrthogonalFrequency Division Multiplexing System with Symbol Decomposing Techniques

贾科军 ^1,*杨博然 ¹陆皓 ¹郝莉 ²

作者单位

¹ 兰州理工大学计算机与通信学院, 甘肃兰州 730050

² 西南交通大学信息科学与技术学院, 四川成都 610031

图 & 表

图 1. O-OFDM符号分解串行传输系统原理图

Fig. 1. Diagram of O-OFDM symbol decomposing serial transmission system

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图 2. 帧结构

Fig. 2. Structure of frame

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图 3. ACO-OFDM系统符号分解。(a)原始信号;(b)第一次限幅后信号;(c)第二次限幅后信号;(d)第三次限幅后信号

Fig. 3. Symbol decomposing of ACO-OFDM system. (a) Original signal; (b) signal amplitude after the first clipping; (c) signal amplitude after the second clipping; (d) signal amplitude after the third clipping

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图 4. DCO-OFDM系统符号分解。(a)原始信号;(b)第一次限幅后信号;(c)第二次限幅后信号;(d)第三次限幅后信号

Fig. 4. Symbol decomposing of DCO-OFDM system. (a) Original signal; (b) signal amplitude after the first clipping; (c) signal amplitude after the second clipping; (d) signal amplitude after the third clipping

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图 5. 信道增益差异对O-OFDM重复信号限幅系统BER性能影响

Fig. 5. Effect of channel gain difference on BER performance of O-OFDM ISC system

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图 6. ACO-OFDM系统的EVM随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 6. EVM of ACO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

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图 7. ACO-OFDM系统BER随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 7. BER of ACO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

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图 8. DCO-OFDM系统EVM随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 8. EVM of DCO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

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图 9. DCO-OFDM系统BER随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 9. BER of DCO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

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图 10. ACO-OFDM系统EVM随B_DC变化曲线

Fig. 10. EVM of ACO-OFDM system versus B_DC

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图 11. DCO-OFDM系统EVM随B_DC变化曲线

Fig. 11. EVM of DCO-OFDM system versus B_DC

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图 12. BER和通信速率随符号分解次数变化曲线

Fig. 12. Curves of BER and communication rate with symbol decomposing number

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贾科军, 杨博然, 陆皓, 郝莉. 可见光通信光正交频分复用系统符号分解技术抑制LED非线性失真研究[J]. 中国激光, 2020, 47(4): 0406002. Jia Kejun, Yang Boran, Lu Hao, Hao Li. LED Nonlinearity Mitigation for Visible Light Communication Optical-OrthogonalFrequency Division Multiplexing System with Symbol Decomposing Techniques[J]. Chinese Journal of Lasers, 2020, 47(4): 0406002.

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图 1. O-OFDM符号分解串行传输系统原理图

Fig. 1. Diagram of O-OFDM symbol decomposing serial transmission system

图 2. 帧结构

Fig. 2. Structure of frame

图 3. ACO-OFDM系统符号分解。(a)原始信号;(b)第一次限幅后信号;(c)第二次限幅后信号;(d)第三次限幅后信号

Fig. 3. Symbol decomposing of ACO-OFDM system. (a) Original signal; (b) signal amplitude after the first clipping; (c) signal amplitude after the second clipping; (d) signal amplitude after the third clipping

图 4. DCO-OFDM系统符号分解。(a)原始信号;(b)第一次限幅后信号;(c)第二次限幅后信号;(d)第三次限幅后信号

Fig. 4. Symbol decomposing of DCO-OFDM system. (a) Original signal; (b) signal amplitude after the first clipping; (c) signal amplitude after the second clipping; (d) signal amplitude after the third clipping

图 5. 信道增益差异对O-OFDM重复信号限幅系统BER性能影响

Fig. 5. Effect of channel gain difference on BER performance of O-OFDM ISC system

图 6. ACO-OFDM系统的EVM随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 6. EVM of ACO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

图 7. ACO-OFDM系统BER随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 7. BER of ACO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

图 8. DCO-OFDM系统EVM随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 8. EVM of DCO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

图 9. DCO-OFDM系统BER随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 9. BER of DCO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

图 10. ACO-OFDM系统EVM随B_DC变化曲线

Fig. 10. EVM of ACO-OFDM system versus B_DC

图 11. DCO-OFDM系统EVM随B_DC变化曲线

Fig. 11. EVM of DCO-OFDM system versus B_DC

图 12. BER和通信速率随符号分解次数变化曲线

Fig. 12. Curves of BER and communication rate with symbol decomposing number

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图 1. O-OFDM符号分解串行传输系统原理图

Fig. 1. Diagram of O-OFDM symbol decomposing serial transmission system

图 2. 帧结构

Fig. 2. Structure of frame

图 3. ACO-OFDM系统符号分解。(a)原始信号;(b)第一次限幅后信号;(c)第二次限幅后信号;(d)第三次限幅后信号

Fig. 3. Symbol decomposing of ACO-OFDM system. (a) Original signal; (b) signal amplitude after the first clipping; (c) signal amplitude after the second clipping; (d) signal amplitude after the third clipping

图 4. DCO-OFDM系统符号分解。(a)原始信号;(b)第一次限幅后信号;(c)第二次限幅后信号;(d)第三次限幅后信号

Fig. 4. Symbol decomposing of DCO-OFDM system. (a) Original signal; (b) signal amplitude after the first clipping; (c) signal amplitude after the second clipping; (d) signal amplitude after the third clipping

图 5. 信道增益差异对O-OFDM重复信号限幅系统BER性能影响

Fig. 5. Effect of channel gain difference on BER performance of O-OFDM ISC system

图 6. ACO-OFDM系统的EVM随σ02变化曲线

Fig. 6. EVM of ACO-OFDM system versus σ02

图 7. ACO-OFDM系统BER随σ02变化曲线

Fig. 7. BER of ACO-OFDM system versus σ02

图 8. DCO-OFDM系统EVM随σ02变化曲线

Fig. 8. EVM of DCO-OFDM system versus σ02

图 9. DCO-OFDM系统BER随σ02变化曲线

Fig. 9. BER of DCO-OFDM system versus σ02

图 10. ACO-OFDM系统EVM随BDC变化曲线

Fig. 10. EVM of ACO-OFDM system versus BDC

图 11. DCO-OFDM系统EVM随BDC变化曲线

Fig. 11. EVM of DCO-OFDM system versus BDC

图 12. BER和通信速率随符号分解次数变化曲线

Fig. 12. Curves of BER and communication rate with symbol decomposing number

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图 6. ACO-OFDM系统的EVM随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 6. EVM of ACO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

图 7. ACO-OFDM系统BER随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 7. BER of ACO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

图 8. DCO-OFDM系统EVM随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 8. EVM of DCO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

图 9. DCO-OFDM系统BER随 $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$ 变化曲线

Fig. 9. BER of DCO-OFDM system versus $\begin{matrix} σ_{0}^{2} \end{matrix}$

图 10. ACO-OFDM系统EVM随B_DC变化曲线

Fig. 10. EVM of ACO-OFDM system versus B_DC

图 11. DCO-OFDM系统EVM随B_DC变化曲线

Fig. 11. EVM of DCO-OFDM system versus B_DC