[发明专利]一种拥有低峰均功率比的无线光正交多载波通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种拥有低峰均功率比的无线光正交多载波通信方法，属于无线光通信系统设计领域。

背景技术

无线光通信由于其频谱资源丰富，通信安全性好，发射功率大，电磁辐射少等优势，近些年来已经成为通信领域研究的热点。为了能够实现无线光通信的高速数据传输，降低符号间干扰（ISI），在无线光通信中引入OFDM调制，通过将调制好的符号并行在正交的子载波上发送，可以提供高速数据传输，对抗多径效应。

在无线光通信中常使用强度调制/直接检测（IM/DD），因此OFDM调制后的时域发射信号需要保证为实值的正信号。目前有两种比较常用的光通信OFDM方法，直流偏置光OFDM（DCO-OFDM）和非对称削峰光OFDM（ACO-OFDM）。ACO-OFDM只在奇数子载波上传输调制符号，偶数子载波不发送符号，将经过反快速傅里叶变换得到的时域信号的负数部分丢弃，只保留正值部分。这样既能保证发送的时域信号是正的实信号，又能降低发射功率，节约资源，但是频率利用率较低，N个子载波只能发送N/4个符号，这种方法以牺牲数据速率为代价避免了加入直流偏置的功率损耗。DCO-OFDM即在经过OFDM调制后的信号上加入直流偏置，使得信号变为正值，这种方法实现简单，频率利用率高，但是增加了直流功耗。

与射频通信中的OFDM系统类似，无线光通信中的OFDM系统也存在着信号峰均功率比过高的问题。PAPR偏高会对发射机端功放的线性度提出很高的要求，在光OFDM系统中，PAPR过高除了对功放以外，还对LED灯的线性度提出更高的要求，由于功放和LED灯非线性特性会导致非线性失真，从而严重降低系统的整体性能。同时，在无线光通信DCO-OFDM系统中，高PAPR还会导致需要的直流偏置增加，从而增大系统功率消耗，

在无线射频通信中已经提出了很多种降低OFDM系统PAPR的方法，如限幅，动态星座图扩展（ACE），编码，部分传输序列（PTS），选择性映射（SLM），预留子载波（TR）等。音调注入是一种不需要浪费频带传输额外信息的有效降低PAPR的方法，本发明将音调注入算法应用到无线光通信中，并且将问题转化为一个半正定规划凸优化问题，最终通过凸优化方法和随机化方法求解，能够有效的降低系统的PAPR。本发明不需要占用额外的带宽发送边带消息，接收机只需要增加取模的模块，实现较为简单。由于PAPR的明显改善，降低了系统对功放和LED灯线性度的要求，减少了非线性失真，同时也降低了发射端需要增加的直流偏置，提高了系统接收性能，减少了系统功耗。

发明内容

本发明提出了一种拥有低峰均功率比的无线光正交多载波通信方法，在采用DCO-OFDM系统下采用基于音调注入方法的降低PAPR方法，通过松弛法将TI算法转化为半正定规划凸优化问题，并通过通用凸优化方法和随机化方法求解，可以有效的降低系统的PAPR，从而提高传输性能。

本发明采用的技术方案是一种拥有低峰均功率比的无线光正交多载波通信方法，该方法包括以下步骤：

1）在发射端，无线光通信OFDM系统的子载波数为N，信源产生的二进制数据源经过多进制正交幅度调制，形成待发送的频域信号X=[X0,···,XN2-1];]]>