[发明专利]一种基于优化调幅的无线光传输方法

摘要

本发明公开了一种基于优化调幅的无线光高效传输方法，按如下步骤进行在发射端，系统产生需要发射的频域符号；频域信号产生实值的基带时域发射信号；计算优化调幅系数，并对各子载波上的频域符号进行缩放调幅和限幅时域发射信号加入直流偏置驱动发光二极管进行发射；在接收端，光电二极管将接收到的光信号转化为电信号，经过滤波、放大等处理后，得到时域的接收信号；对时域接收信号做快速傅里叶变换，得到频域接收信号并去除共轭对称部分；最后，经过星座解调得到最终的接收符号。本发明实现简单，降低了无线光通信OFDM系统的峰均功率比，降低发射端对功率放大器和LED灯线性度的要求，提高了交流信号发射功率降低系统的误码率。

主权项

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,…,SN/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ydc(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，Hk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Ck＝log2(1+γk)，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。