1 江苏科技大学 海洋学院, 镇江 212003
2 江苏科技大学 镇江市智慧海洋信息感知与传输技术重点实验室, 镇江 212003
为了解决直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)水下可见光通信系统中存在的高峰均功率比(PAPR)问题, 采用了一种基于范德蒙类矩阵(VLM)预编码与改进的自适应缩放联合PAPR抑制的算法。首先, 该算法利用VLM对频域信号进行预编码处理, 以此降低其自相关性, 再通过比值计算方式改进的自适应缩放因子对时域信号进行缩放, 使其更好地减小发光二极管带来的非线性失真, 最后实现了抑制系统PAPR的效果。结果表明, 在互补累计分布函数为10-3时, 相比于原始系统, 此联合算法的PAPR下降了3.2dB。由此可知, 该研究对抑制DCO-OFDM水下可见光通信系统的PAPR是有帮助的。
光通信 直流偏置光正交频分复用 峰均功率比 范德蒙类矩阵 改进的自适缩放 optical communication direct current biased optical orthogonal frequency peak-to-average power ratio Vandermonde-like matrix improved adaptive scaling
1 桂林电子科技大学 信息与通信学院，广西 桂林 541004
2 认知无线电与信息处理教育部重点实验室，广西 桂林 541004
针对直流偏置光正交频分复用系统中传统离散傅里叶变换(DFT)信道估计算法运算复杂度高和循环前缀(CP)内存在非有效信道系数的问题，提出厄米特对称的DFT(H-DFT)阈值改进信道估计算法。首先，根据信道时域响应变换到频域满足厄米特对称的性质，只需对有效子载波的信道频域响应做厄米特对称即可获得全部子载波的信道频域响应；其次，根据CP外噪声的平均功率对CP内的信道抽头数据设置阈值来滤除CP内的噪声。仿真结果表明：与传统DFT信道估计算法相比，H-DFT阈值改进信道估计算法有效降低了运算复杂度，在误比特率和均方误差方面也得到了明显的改善。
水下可见光通信 直流偏置光正交频分复用 信道估计 厄米特对称 厄米特对称的阈值改进 underwater visible light communication direct-current biased optical orthogonal frequency channel estimation Hermitian symmetry threshold improvement of Hermitian symmetry
1 桂林电子科技大学 信息与通信学院，广西 桂林 541004
2 认知无线电与信息处理教育部重点实验室，广西 桂林 541004
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。
水下可见光通信 直流偏置光-正交频分复用 发光二极管 预均衡 数字预加重 underwater visible light communication direct-current biased optical orthogonal frequency light-emitting diode pre-equalization digital pre-emphasis
桂林电子科技大学 信息与通信学院, 广西 桂林 541004
过高的峰均功率比(PAPR)造成的非线性失真是直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)技术亟待解决的问题之一。针对该问题, 设计了一种基于时频交织(TFI)和选择映射法(SLM)的TFI-SLM峰均比抑制算法。该算法通过先对输入信号进行TFI, 降低输入信号的自相关性, 再利用小m序列产生随机相位因子对变换后的信号进行选择性映射。仿真结果表明: 与传统算法相比, 该算法不仅避免了发送过多的相位因子序列冗余信息, 并且互补累积分布函数(CCDF)值为10-5时, PAPR比原始DCO-OFDM系统降低了2.8 dB。
基于直流偏置光的正交频分复用 峰均功率比 时频域交织选择映射法 小m序列 direct-current biased optical orthogonal frequency peak-to-average power ratio time frequency interleaving and selection mapping small m sequence
兰州理工大学计算机与通信学院, 甘肃 兰州 730050
结合直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和码分多址(CDMA),建立了DCO-MC-CDMA系统。受系统结构限制,选用Gold码和m序列作为扩频地址码时,互相关性比正交码差,进而导致更大的多用户间干扰(MUI)。采用最大比合并、等增益合并和正交恢复合并(ORC),推导了受加性高斯白噪声、MUI和限幅噪声影响时信噪比的表达式,并基于Matlab建立了蒙特卡罗误码率(BER)仿真模型。研究结果表明:随着用户数的增大,MUI会使系统BER性能变差;ORC消除了子信道增益不同导致的MUI,因而BER性能最好;Gold码的互相关性比m序列好,采用Gold码的DCO-MC-CDMA系统BER性能更好。
光通信 直流偏置光正交频分复用 多载波码分多址 多用户间干扰 激光与光电子学进展
2019, 56(11): 110604
1 西南交通大学信息编码与传输四川省重点实验室, 四川 成都 610031
2 兰州理工大学计算机与通信学院, 甘肃 兰州 730050
3 福建工程学院信息科学与工程学院, 福建 福州 350118
白光发光二极管(LED)的窄调制带宽限制了可见光通信(VLC)的系统容量。非正交多址接入(NOMA)技术通过功率复用可提高系统通信容量。结合直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和NOMA技术,设计了NOMA-DCO-OFDM系统。基于递归法给出了单个LED时VLC多径信道建模方法。在考虑限幅噪声影响时,推导了用户的信干噪比。采用分数阶功率分配、增益比功率分配和静态功率分配方法,研究系统平均和速率随LED半功率角、光电检测器的视场角(FOV)和功率分配因子的变化规律。仿真结果表明,系统平均和速率随着半功率角、FOV和功率分配因子的变化而变化,可以通过优化半功率角、FOV和功率分配因子达到系统平均和速率最大化。
光通信 可见光通信 非正交多址接入 直流偏置光正交频分复用 多径信道 串行干扰抵消
1 兰州理工大学计算机与通信学院, 甘肃 兰州 730050
2 西南交通大学信息编码与传输四川省重点实验室, 四川 成都 610031
在单光源室内可见光通信(VLC)系统中, 为了准确评价多径效应对系统性能的影响, 提出一种室内VLC多径信道建模方法。用迭代法计算视线传输(LOS)和反射传输冲激响应, 分析接收端抽样周期和发光二极管(LED)调制带宽之间的关系, 并定义码间干扰(ISI)。以LOS信道时延作为建模起点, 将接收端相邻抽样间隔之间的所有冲激响应之和作为多径信道路径增益。正交频分复用(OFDM)技术能有效抵抗ISI, 在室内多径信道下, 考虑非线性限幅噪声影响时, 推导了直流偏置光OFDM(DCO-OFDM)和非对称限幅光OFDM(ACO-OFDM)的理论误码率(BER), 并建立了蒙特卡罗仿真模型。研究光电检测器(PD)位置、LED的半功率角、PD视场角(FOV)和直流偏置参数对系统BER性能的影响。仿真结果表明, 当PD在房间中心时, 受多径干扰影响最小, BER性能最好; PD移到墙壁位置时, 受多径干扰影响大, BER性能差; 随着FOV和LED半功率角的增大, PD接收到的反射光功率增加, 多径干扰增大, BER性能变差; 直流偏置越大, DCO-OFDM系统BER性能越差。
光通信 可见光通信 正交频分复用 直流偏置光正交频分复用 非对称限幅光正交频分复用 多径信道
