[发明专利]一种评估DCO‑OFDM可见光通信系统信号峰均比的方法

权利要求书

1.一种评估DCO-OFDM可见光通信系统信号峰均比的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据DCO-OFDM的系统结构，算出IFFT输出的各子载波时域信号

$s_n=\frac{2}{\sqrt{N}}\underset{k=1}{\overset{\frac{N}{2}-1}{\Σ}}\mathrm{Re}\left\{S_k{e}^{j\frac{2\mathrm{\π}kn}{N}}\right\}$

(2)由于频域信号S_k是零均值且是独立同分布的，根据中心极限定理，当子载波数目N足够多时，经过IFFT变换得到的时域信号s_n服从高斯分布，即

(3)对上下削波程度进行规范化处理，得到削波上下界为：

$l=-\frac{B_L}{{\mathrm{\σ}}_s},u=\frac{B_U}{{\mathrm{\σ}}_s}$

(4)由此可以得到削波后信号的概率密度函数为：

$f_{dco}\left(w\right)=\mathrm{\Φ}\left(l\right)\mathrm{\δ}(w+B_L)+\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}_s}{e}^{-\frac{w^2}{2{\mathrm{\σ}}_s^2}}\[u(w+B_L)-u(w-B_U)\]+\[1-\mathrm{\Φ}\left(u\right)\]\mathrm{\δ}(w-B_U)$

(5)由概率密度函数可以得到削波后信号的平均功率为：

$P_{dco}^{ele}=E\[|s_{clip,n}{|}^2\]=E\[s_{clip,n}^2\]={\∫}_{-\mathrm{\∞}}^{+\mathrm{\∞}}{w}^2{f}_{dco}\left(w\right)dw={\mathrm{\σ}}_s^{2}c(l,u)$

其中，c(l,u)是功率因子，c(l,u)＝(l²-1)Φ(l)-(u²-1)Φ(u)+u²+lg(l)-ug(u).

(6)当子载波数目足够多，频域符号是QAM调制而来时，同一OFDM符号各个子载波上的信号是相互独立的，因此由峰均比的定义式：

$PAPR=\frac{\underset{0\≤n\≤N-1}{max}|s_{clip,n}{|}^2}{E\[|s_{clip,n}{|}^2\]}$

可以推出双边削波后的DCO-OFDM符号的峰均比的互补累积分布函数为：

$F_{dco}\left(x\right)=P\left(PAPR\>x\right)=\left\{\begin{array}{cc}1-{\[2\mathrm{\Φ}\left(\sqrt{c\left(l,u\right)x}\right)-1\]}^N,& 0\≤x\<{\mathrm{\θ}}_{\min }\\ 1-{\[\mathrm{\Φ}\left(\sqrt{c\left(l,u\right)x}\right)\]}^N,& {\mathrm{\θ}}_{\min }\≤x\<{\mathrm{\θ}}_{\max }\\ 0,& x\≥{\mathrm{\θ}}_{\max }\end{array}\right.$

其中，θ_min＝min{θ_L,θ_U}，θ_max＝max{θ_L,θ_U}，