一种基于动态标量调节的低峰均比无线光传输方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于动态标量调节的低峰均比无线光传输方法，根据每一个OFDM符号的时域峰值来选择不同的标量调节系数，从而对峰值特别大的符号进行一定程度的压缩，从而降低整帧信号的PAPR，从而提高传输性能；在接收端也只需要通过测量接收符号的平均功率来估计出在发射端被乘以的标量系数，实现简单；PAPR的改善降低了系统对功放和LED灯线性度的要求，减少了信号在电、光域的非线性失真，提高了系统接收性能；PAPR的下降也减少了发射端需要增加的直流偏置，减少了系统功耗。
【专利说明】一种基于动态标量调节的低峰均比无线光传输方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于动态标量调节的低峰均比无线光传输方法，属于无线光通信技术。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]在无线光通信中常使用强度调制/直接检测(頂/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)0 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IFFT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。
[0004]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。
[0005]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。
【发明内容】
[0006]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于动态标量调节的低峰均比无线光传输方法，是一种实现非常简单的降低无线光通信PAPR的方法，其根据每一个OFDM符号的时域峰值来选择不同的标量调节系数，从而对峰值特别大的符号进行一定程度的压缩，从而降低整帧信号的PAPR，从而提高传输性能；在接收端也只需要通过测量接收符号的平均功率来估计出在发射端被乘以的标量系数，实现简单；PAPR的改善降低了系统对功放和LED灯线性度的要求，减少了信号在电、光域的非线性失真，提高了系统接收性能；PAPR的下降也减少了发射端需要增加的直流偏置，减少了系统功耗。
[0007]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0008]一种基于动态标量调节的低峰均比无线光传输方法，
[0009]在发射端，首先，系统产生比特信息流经过星座点映射调制需要发射的频域符号；其次，频域信号共轭对称地映射在系统子载波上，并通过快速傅里叶逆变换(IFFT)产生实值的基带时域正交频分复用(OFDM)发射信号；然后，根据每一个OFDM符号的时域峰值，对每个符号乘以相应的标量调节系数；最后，时域发射信号加上直流偏置后驱动发光二极管(LED)进行发射；
[0010]在接收端，首先，光电二极管将接收到的光信号转化为电信号，接收机根据接收到的每一个OFDM符号平均功率估计出信号在发射端被乘以的标量调节系数；然后，将接收到的时域OFDM符号除以估计出的调节系数后做快速傅里叶变换(FFT)转换为频域符号，并移除共轭对称部分；最后，经过解调得到接收符号。本发明实现简单，能够有效降低无线光通信OFDM系统的峰均功率比，减少系统功耗，并且通过降低对功率放大器和LED灯线性度的要求，减小了信号在电、光域的非线性失真，从而提高系统接收性能。
[0011 ] 上述方法具体包括如下步骤:
[0012]发射端:
[0013](11)在发射端，设定无线光通信OFDM系统的子载波数为N，每帧发送信号有M个OFDM符号；信源产生的二进制数据源经过多进制正交幅度调制(M-QAM)，形成待发送的频
域信号
【权利要求】
1.一种基于动态标量调节的低峰均比无线光传输方法，其特征在于: 在发射端，首先，系统产生比特信息流经过星座点映射调制为需要发射的频域符号；其次，频域信号共轭对称地映射在系统子载波上，并通过快速傅里叶逆变换产生实值的基带时域发射信号；然后，根据每一个OFDM符号的时域峰值，对每个符号乘以相应的标量调节系数；最后，时域发射信号加上直流偏置驱动发光二极管进行发射； 在接收端，首先，光电二极管将接收到的光信号转化为电信号，根据接收到的每一个OFDM符号平均功率估计信号在发射端被乘以的标量调节系数；然后，将接收到的时域OFDM符号除以估计出的调节系数后做快速傅里叶变换转换为频域符号，并移除共轭对称部分；最后，经过解调得到接收符号。
2.根据权利要求1所述的基于动态标量调节的低峰均比无线光传输方法，其特征在于:包括如下步骤: 发射端: (11)在发射端，设定无线光通信OFDM系统的子载波数为N，每帧发送信号有M个OFDM符号；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
【文档编号】H04B10/116GK103916356SQ201410131898
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】张华 , 袁颖, 许威 申请人:东南大学