[发明专利]一种基于优化调幅的无线光传输方法

权利要求书

1.一种基于优化调幅的无线光传输方法，其特征在于：该传输方法按以下步骤进行：

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S＝[S₀,…,S_N/2-1]；

2)为了满足无线光通信基带信号为实值，无线光通信系统中OFDM调制的子载波映射按照下面公式进行，满足共轭对称性：

其中(·)^*表示取复数共轭；

3)频域信号经过N点的IFFT后转为实值的时域OFDM信号如下：

其中为虚数单位；

4)对经过IFFT后获得的时域发射信号x(n)进行平均功率归一化，则有其中E[·]表示取期望；

5)根据不同的信道特征以及发射端的线性范围，在存在限幅噪声的条件下，优化调幅系数α，使得系统总容量最大；求得优化的调幅系数后，对时域信号进行缩放；

6)系统发射端的动态范围记为[0,2A]，将经过调幅缩放后的时域信号αx(n)通过最大幅度为A的限幅器，限幅后的时域发射信号y(n)满足：

7)将经过限幅后的时域信号加上直流偏置，即y_dc(n)＝y(n)+B，其中B为直流偏置的大小，由于时域信号的对称性，取直流偏置B＝A；加上直流偏置后的信号驱动LED将电信号转换为光信号发射；

8)在接收端，光接收模块中首先光电二极管将光信号转换为时域电信号，经过放大、滤波等模块后，获得时域的接收信号

9)时域信号作N点FFT变换后得到频域接收信号最后经过星座解调解得最终的接收符号

所述步骤5)中优化调幅系数的具体方法为：

51)信号经过限幅后可以将限幅的效果等效成限幅噪声的形式，即y(n)＝αx(n)+v(n)，其中v(n)表示限幅噪声，满足：

通过x(n)的统计分布特性，计算限幅噪声v(n)的均值和方差；

其中余补误差函数

52)各子载波上的等效信噪比可以写成：

其中表示高斯白噪声的功率大小，H_k为各子载波上的信道系数；

根据香农公式，各子载波单位带宽上的信道容量为C_k＝log₂(1+γ_k)，调幅系数的优化目标函数为系统总容量最大，即：

将系统总容量对调幅系数求偏导，并令其等于0，即令解得优化的调幅系数α。