[发明专利]一种带有直流偏移的ACO-OFDM解调方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线光通信技术领域，特别是指一种带有直流偏移的ACO-OFDM解调方法及系统。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexin，OFDM)最初用于无线通信，如今作为无线光通信系统(Optical Wireless Communication System，OWCs)中高速数据传输的解决方案，可用于可见光通信和自由空间光通信。与传统的单载波调制相比，正交频分复用有许多优点：频谱利用高效、对信道的频率选择性衰落的鲁棒性和易于通过快速傅里叶转换(Fast Fourier Transform，FFT)和快速傅里叶反变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)实现等等。然而，OFDM的原始形式和在大多数OWCs中使用的强度调制(Intensity Modulation，IM)和直接检测(Direct detection，DD)技术不兼容，因为只有振幅信号可以调节光强度而原始的OFDM信号是双极复信号。为了在IM/DD系统中使用OFDM，几种光OFDM方案被提出，包括直流偏置OFDM(Direct Current Offset Orthogonal Frequency Division Multiplexin，DCO-OFDM)，脉冲振幅调制的离散多频调制，非对称限幅光正交频分复用(Asymmetrically Clipped Optical-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，ACO-OFDM)，非对称限幅直流偏置光OFDM和翻转正交频分复用等等。

ACO-OFDM是关注的重点，一方面，其功效高于DCO-OFDM和脉冲振幅调制的离散多频调制，另一方面ACO-OFDM比DCO-OFDM和翻转正交频分复用应用更广泛。此外，ACO-OFDM中的数据只能由奇数子载波携带，然而偶数子载波保留为空。这种设计的一个好处是，限制负振幅为零后，噪音只保留在偶数子载波上，因此，最终噪声与在奇数子载波上的数据相互正交。

解调性能通常通过误码率(bit error rate，BER)或符号误差率(symbol error rate，SER)来衡量。对于ACO-OFDM特别重要的是，为了保护眼睛，平均发射光功率有严格限制的规定。为了提高实际系统中ACO-OFDM的解调性能，在奇数子载波方案(odd subcarrier scheme，OSCS)中，偶数子载波限幅噪声被丢弃，而后来的研究发现可以进一步研究限幅噪声携带的残差信息来提高解调性能。基于限幅噪声等于非限幅噪声绝对值的一半，提出了分集组合方案(Diversity combining scheme，DCS)并且研究了将奇数子载波信号与限幅噪声结合的非线性方式。通过利用ACO-OFDM信号的逆对称性，研究成对极大似然方案(Pairwise maximum likelihood scheme，PMLS)来取消ACO-OFDM解调之前的限幅噪声。与OSCS相比，无论是DCS还是PMLS都可以实现高达3dB的性能增益。最近Dang等提出的迭代最小均方误差ACO-OFDM解调器，在某些情况下可以达到10dB左右的性能提高，但其复杂程度比其他方案要高得多。

尽管上述一些方案可以提高ACO-OFDM的解调性能，但他们很容易受到实际系统中非常有可能存在的非理想因素的干扰，例如，直流(direct current，DC)偏移是一个在实际ACO-OFDM系统中最常见的非理想因素。不同于DCO-OFDM中DC偏移，ACO-OFDM的DC偏移来自发射机发光二极管(LED)、非理想的接收机光电二极管电路和环境光源。目前，仅有一篇论文阐述了存在直流偏移的ACO-OFDM解调，其中研究了两种对DC偏移不敏感的改进分集组合方案(Improved Diversity Combining Scheme，IDCS)，但它们的计算复杂度相对较高，这可能导致实际系统中较高的硬件成本和/或功率消耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种带有直流偏移的ACO-OFDM解调方法及系统，以解决现有技术所存在的计算复杂度高的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种带有直流偏移的非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)解调方法，包括：

获取ACO-OFDM系统输出的待解调的信号；

确定识别直流偏移的虚拟观察窗口的判定标准并根据所述判定标准确定虚拟观察窗口；

根据所述虚拟观察窗口，估计所述待解调的信号中存在的直流偏移的大小；