为改善现有可见光通信中光正交频分复用(OFDM)系统的性能,提出了一种新型的光空间调制OFDM系统,该系统使用哈特莱变换代替傅里叶变换,降低了近一半的计算复杂度;同时采用一种复-实转换函数在频域将复数符号转换为实数符号,去除了哈特莱变换中实星座映射的限制,极大地增加了系统的灵活性;最后利用两个发光二极管(LED)区分时域信号的正、负极性并分别进行传输,提高了系统的频谱效率和功率效率;相较于其他基于LED的光空间调制OFDM,可以在不损失系统可靠性的同时,增加系统设计的灵活性,大幅降低计算复杂度。此外,针对LED和PD(光电检测器)对称放置的情况,提出了利用接收信号功率直接判别传输信号极性的方法;针对非对称情况提出了一般极性判别法,这两种方法相较于传统的迫零检测法,都能够有效改善系统的误码性能,采用64进制正交振幅调制(64QAM),误比特率(BER)为10 ^-4时,系统性能均提高了约2.9 dB。

针对强度调制/直接检测可见光通信系统, 提出了一种新的O-OFDM(光正交频分复用)技术方案, 即HP-OFDM(哈特莱极性光正交频分复用)。该方法利用快速哈特莱变换产生OFDM信号, 并通过坐标变换在极坐标系中实现OFDM信号单极化。硬件实现方面相较于常用的Cooley-Tukey FFT(快速傅里叶变换)可有效节约运算时间和存储空间, 便于硬件实现, 并且极坐标系单极化处理较好地解决了系统PAPR(峰均功率比)问题。仿真结果显示, HP-OFDM系统在达到ACO-OFDM(非对称限幅光正交频分复用)系统频谱利用率的同时, 其误码性能和PAPR均得到改善。

针对室内可见光通信高速率传输和照明控制的问题,分析了采用脉冲宽度调制调光控制技术的可见光正交频分复用技术系统的调光性能与误码性能.提出了基于功耗小、性能好的单极性正交频分复用系统的调光控制方案,对单极性正交频分复用系统的驱动电流和误码率特性进行了仿真,仿真结果表明,单极性正交频分复用系统可在不牺牲照明质量的同时改善系统性能.此外,针对室内低照明、低功耗的应用需求,提出了一种功率更加有效的补零非对称削波正交频分复用系统,仿真分析表明,补零非对称削波正交频分复用系统可在不损失误码性能的情况下提高系统的功率效率.

作为未来短距离无线通信有效可选方案的可见光通信,照明控制是其面临的主要挑战之一.在分析了采用连续电流调节(CCR)和脉冲宽度调制(PWM)两种调光控制技术的OFDM系统工作原理的基础上,提出了一种新的室内可见光高速通信调光控制系统设计方案.该方案将照明应用中的两种调光技术引入到功率效率高、误码性能好的单极性光OFDM(Unipolar OFDM)系统中,在提供良好传输性能的同时实现了照明信号的连续调节和线性调节功能.仿真实验表明,提出的方案调光控制性能与非对称消波光OFDM(ACO-OFDM)系统接近,而误码性能则优于后者,即U-OFDM调光控制系统可在不牺牲照明质量的同时获得更好的误码性能.