一種擁有低峰均功率比的無線光正交多載波通信方法

2023-11-08 15:54:12 1

一種擁有低峰均功率比的無線光正交多載波通信方法
【專利摘要】本發明公開了一種擁有低峰均功率比（PAPR）的無線光正交多載波通信方法，按如下步驟進行：在發射端，首先調製後的頻域符號採用音調注入（TI）算法，用鬆弛法轉化為半正定規劃凸優化問題，通過通用凸優化和隨機化方法求解；其次，頻域信號共軛對稱的映射在子載波上，經過反快速傅立葉變換後添加循環前綴；最後，時域發射信號加入直流偏置驅動發光二極體發射。在接收端，光電二極體實現光電轉換；信號經放大濾波，模數轉換，快速傅立葉變換後移除循環前綴和共軛對稱部分；對信號取模將其恢復在原星座圖中；最後解調得到接收符號。本發明能夠有效降低無線光通信OFDM系統的PAPR，降低對功率放大器和LED線性度的要求，減小非線性失真，提高接收性能。
【專利說明】一種擁有低峰均功率比的無線光正交多載波通信方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種擁有低峰均功率比的無線光正交多載波通信方法，屬於無線光通信系統設計領域。
【背景技術】
[0002]無線光通信由於其頻譜資源豐富，通信安全性好，發射功率大，電磁輻射少等優勢，近些年來已經成為通信領域研究的熱點。為了能夠實現無線光通信的高速數據傳輸，降低符號間幹擾(ISI)，在無線光通信中引入OFDM調製，通過將調製好的符號並行在正交的子載波上發送，可以提供高速數據傳輸，對抗多徑效應。
[0003]在無線光通信中常使用強度調製/直接檢測(頂/DD)，因此OFDM調製後的時域發射信號需要保證為實值的正信號。目前有兩種比較常用的光通信OFDM方法，直流偏置光OFDM (DCO-OFDM)和非對稱削峰光OFDM (ACO-OFDM)0 ACO-OFDM只在奇數子載波上傳輸調製符號，偶數子載波不發送符號，將經過反快速傅立葉變換得到的時域信號的負數部分丟棄，只保留正值部分。這樣既能保證發送的時域信號是正的實信號，又能降低發射功率，節約資源，但是頻率利用率較低，N個子載波只能發送N/4個符號，這種方法以犧牲數據速率為代價避免了加入直流偏置的功率損耗。DCO-OFDM即在經過OFDM調製後的信號上加入直流偏置，使得信號變為正值，這種方法實現簡單，頻率利用率高，但是增加了直流功耗。
[0004]與射頻通信中的OFDM系統類似，無線光通信中的OFDM系統也存在著信號峰均功率比過高的問題。PAPR偏高會對發射機端功放的線性度提出很高的要求，在光OFDM系統中，PAPR過高除了對功放以外，還對LED燈的線性度提出更高的要求，由於功放和LED燈非線性特性會導致非線性失真，從而嚴重降低系統的整體性能。同時，在無線光通信DCO-OFDM系統中，高PAPR還會導致需要的直流偏置增加，從而增大系統功率消耗，
[0005]在無線射頻通信中已經提出了很多種降低OFDM系統PAPR的方法，如限幅，動態星座圖擴展(ACE)，編碼，部分傳輸序列(PTS)，選擇性映射(SLM)，預留子載波(TR)等。音調注入是一種不需要浪費頻帶傳輸額外信息的有效降低PAPR的方法，本發明將音調注入算法應用到無線光通信中，並且將問題轉化為一個半正定規劃凸優化問題，最終通過凸優化方法和隨機化方法求解，能夠有效的降低系統的PAPR。本發明不需要佔用額外的帶寬發送邊帶消息，接收機只需要增加取模的模塊，實現較為簡單。由於PAPR的明顯改善，降低了系統對功放和LED燈線性度的要求，減少了非線性失真，同時也降低了發射端需要增加的直流偏置，提高了系統接收性能，減少了系統功耗。

【發明內容】

[0006]本發明提出了一種擁有低峰均功率比的無線光正交多載波通信方法，在採用DCO-OFDM系統下採用基於音調注入方法的降低PAPR方法，通過鬆弛法將TI算法轉化為半正定規劃凸優化問題，並通過通用凸優化方法和隨機化方法求解，可以有效的降低系統的PAPR，從而提高傳輸性能。[0007]本發明採用的技術方案是一種擁有低峰均功率比的無線光正交多載波通信方法，該方法包括以下步驟:
[0008]I)在發射端，無線光通信OFDM系統的子載波數為N，信源產生的二進位數據源經
過多進位正交幅度調製，形成待發送的頻域信號
【權利要求】
1.一種擁有低峰均功率比的無線光正交多載波通信方法，包括以下步驟: 1)在發射端，無線光通信OFDM系統的子載波數為N，信源產生的二進位數據源經過多進位正交幅度調製M-QAM，形成待發送的頻域信號
【文檔編號】H04B10/116GK103618687SQ201310638461
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】張華 , 袁穎, 許威 申請人:東南大學