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 541000
由于海水的散射特性，光在水下传输时会产生码间串扰（ISI）问题，传输环境较差时尤为严重。为解决该问题，文章将预均衡技术应用于基于直流偏置光正交频分复用（DCO-OFDM）调制的水下光通信系统中，并针对水下光的传输特性提出了一种基于先验信息的预均衡方法。在浑浊海港海水环境下与传统均衡算法进行了性能对比。仿真结果表明，在信噪比（SNR）较差的情况下，采用所提方法能够有效降低水下光通信系统的ISI，降低了误码可能性，提高了信道估计的可靠性。相比于最小二乘（LS）后均衡算法，误码率能下降约3.56 dB，相比于LS预均衡算法，误码率能下降约3.00 dB，相较于最小均方误差（MMSE）和最小均方（LMS）后均衡算法，误码率下降约1.85 dB。
水下无线光通信 均衡技术 基于直流偏置光正交频分复用 海水信道 underwater wireless optical communication equalization technique DCO-OFDM seawater channel
1 南京邮电大学 通信与信息工程学院, 南京 210023
2 南京邮电大学 电子与光学工程、微电子学院, 南京 210023
针对可见光通信中直流偏置光-正交频分复用(DCO-OFDM)系统存在的高峰均功率比(PAPR)问题, 可采用选择性映射算法来降低系统的PAPR。由于选择性映射算法只能在有限组相位旋转序列里选择局部最优, 因此引入遗传算法来搜索全局最优解, 同时针对遗传算法容易产生过早收敛的问题, 文章提出自适应调整机制、自适应多点交叉机制、最优解保护机制和立即淘汰机制来改进遗传算法, 进而提出改进型遗传选择性映射算法(IGA-SLM)。仿真结果表明, 该算法可显著降低可见光通信DCO-OFDM系统的PAPR。
可见光通信 直流偏置光-正交频分复用系统 峰均功率比 改进型遗传选择性映射算法 visible light communication DCO-OFDM system peak-to-average power ratio IGA-SLM
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
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
针对传统信道估计算法导频开销大而直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)系统频带利用率低的问题, 提出了基于压缩感知深度优先多路径匹配追踪(MMP-DF)的水下光信道估计方法。该方法利用DCO-OFDM系统的导频处频域响应构建压缩感知模型, 将MMP-DF算法用于水下光信道估计中, 进而估计出信道时域脉冲响应。仿真结果表明: 在DCO-OFDM系统中, 与传统信道估计算法相比, 该方法所需导频开销小但估计精度高; 导频数量较少时, 估计精度优于正交匹配追踪(OMP)算法。
水下可见光通信 直流偏置光正交频分复用 信道估计 多路径匹配追踪 压缩感知 underwater visible light communication direct current optical orthogonal frequency divisi channel estimation multi-path matching pursuit compressed sensing
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 苏州大学 电子信息学院, 江苏 苏州 215006
2 中国科学院大学 电子电气与通信工程学院,北京 101408
3 武汉邮电科学研究院有限公司 光纤通信技术和网络国家重点实验室,武汉 430074
为了提升可见光通信(VLC)定位系统的频谱和功率利用率, 文章提出了一种基于非对称限幅和直流偏置的光正交频分复用(ADO-OFDM)的VLC定位集成系统。该通信定位集成系统具有比基于非对称限幅的光正交频分复用(ACO-OFDM)的VLC定位集成系统更高的频谱利用率和比基于加直流偏置的光正交频分复用(DCO-OFDM)的VLC定位集成系统更高的功率利用率。同时, 文章还提出了一种差分修正定位算法, 所提算法较于传统的三边定位算法其具有更高的定位精度。
可见光通信 通信定位集成系统 非对称限幅和直流偏置的光正交频分复用系统 差分修正定位算法 VLC integrated system of communication and locations ADO-OFDM differential correction location algorithm
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
