OFDM可見(jiàn)光通信系統(tǒng)峰均比抑制方法研究.pdf

1、基于照明LED燈信號(hào)發(fā)射的可見(jiàn)光通信(VLC)技術(shù)，因?yàn)槠淇梢约骖櫿彰髋c通信、避免因電磁輻射而造成人體健康的危害、保密性能好、傳輸速率快等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)成了無(wú)線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。而正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制是寬帶無(wú)線通信中的關(guān)鍵技術(shù)之一，不僅可以避免接收端復(fù)雜的均衡運(yùn)算，還可以使得多用戶更加有效地共享頻譜資源以及便于用FFT數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，因此被考慮用到VLC系統(tǒng)中。
　　然而，OFDM調(diào)制具有峰均比高的特性，使得信號(hào)通過(guò)

2、非線性器件時(shí)會(huì)出現(xiàn)失真，因此需要考慮抑制峰均比的方法。由于VLC信號(hào)沒(méi)有負(fù)值信號(hào)，使得傳統(tǒng)的OFDM峰均比抑制技術(shù)不能直接照搬過(guò)來(lái)，需要做一些調(diào)整與改進(jìn)。本論文在分析OFDM可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中峰均比統(tǒng)計(jì)特性及高峰均比對(duì)系統(tǒng)性能影響的基礎(chǔ)上，對(duì)傳統(tǒng)無(wú)線通信中的OFDM峰均比抑制技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，具體工作如下:
　　一、對(duì)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中常用的DCO-OFDM和ACO-OFDM兩種OFDM調(diào)制方式，推導(dǎo)了奈奎斯特采樣信號(hào)和連續(xù)信號(hào)峰均比互

3、補(bǔ)累積分布函數(shù)的表達(dá)式。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，ACO-OFDM系統(tǒng)中峰均比問(wèn)題比DCO-OFDM更加嚴(yán)重。此外，基于實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)建立了LED的非線性模型，體現(xiàn)抑制峰均比的必要性。
　　二、研究了一種在時(shí)域降低OFDM信號(hào)PAPR的限幅類方法，結(jié)合ACO-OFDM系統(tǒng)的特點(diǎn)，將簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)的直接限幅法推廣到ACO-OFDM系統(tǒng)中并分析其對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響。此外，將可以有效消除限幅噪聲的判決輔助信號(hào)重建方法也推廣至ACO-OFDM系統(tǒng)

4、中，通過(guò)兩種方法聯(lián)合使用可以有效降低系統(tǒng)的峰均比，提高LED影響下系統(tǒng)的BER性能。
　　三、研究了一種在時(shí)域降低OFDM信號(hào)PAPR的壓擴(kuò)類方法。針對(duì)ACO-OFDM系統(tǒng)提出了一種可恢復(fù)的多段線性壓擴(kuò)變換，該變換利用時(shí)域一半的采樣信號(hào)被限幅至零的特點(diǎn)，將壓擴(kuò)因子放置在零值的采樣點(diǎn)處發(fā)送出去，在接收端使用相應(yīng)的MAP檢測(cè)即可恢復(fù)發(fā)送信號(hào)，在有效降低PAPR的同時(shí)還兼顧了系統(tǒng)的性能。仿真結(jié)果表明，在考慮LED非線性影響的情況下，利用

5、該方法可以有效提高系統(tǒng)的BER性能。
　　四、研究了在頻域降低OFDM信號(hào)PAPR的概率類技術(shù)中的兩種方法，即選擇性映射法(SLM)和部分傳輸序列法(PTS)。針對(duì)概率類技術(shù)運(yùn)算復(fù)雜度高的缺點(diǎn)，提出了一種可以有效降低SLM和PTS中IFFT運(yùn)算量的新結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)結(jié)合ACO-OFDM系統(tǒng)頻域信號(hào)的共軛對(duì)稱性，在對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行處理之前，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選以調(diào)整發(fā)射信號(hào)的形式。仿真結(jié)果表明，基于該改進(jìn)結(jié)構(gòu)的SLM方法和PTS方法在降低了運(yùn)