[發明專利]一種基于ADO?OFDM的可見光通信系統

在審

• 申請號: 201710660676.7
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107395277A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 丁俊杰;陳浩哲;卞詩航;吳昊;游善紅;王穎;王震;沈盈;劉威;李響;楊奇
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04L27/26
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本發明涉及可見光通信技術，特別涉及一種基于非對稱限幅和直流偏置的ADO-OFDM的可見光通信系統。

背景技術

將可見光作為信號載波的可見光通信系統，由于它工作在未授權的頻段，具備安全性高，能耗低和抗電磁干擾的優勢，在下一代室內通信的應用中已經引起了人們相當大的關注。白光發光二極管（LED）與傳統的熒光燈相比，可以滿足高效率、低電壓和電流的要求，并且其壽命長，可靠性高。LED作為未來的照明基礎設施，可以同時實現通信的功能，并且具有較低的成本。如果將安裝在室內的LED照明設備用在通信網絡中，就可以實現高效的室內可見光通信。

正交頻分復用（OFDM）技術由于具有更高的頻譜效率和抗符號間干擾和載波間干擾的性能，已經廣泛應用于有線和無線的寬帶通信系統。在可見光通信系統的正交頻分復用調制中，用光的強度來表示OFDM的基帶信號，只能是一個正實數。所以，OFDM基帶傳輸信號必須是正值的，否則特別是在強度調制/直接檢測（IM/DD）系統中，會導致信號出現很大的失真。在基于OFDM的VLC系統中，產生單極性的OFDM信號的形式一般有非對稱限幅的光正交頻分復用（ACO-OFDM）和直流偏置光正交頻分復用（DCO-OFDM）。在ACO-OFDM中，數據在進行逆快速傅里葉變換（IFFT）之前被映射到的奇數子載波上，偶數子載波上的信號被設置為零，并且在IFFT之后輸出的雙極性信號會被限幅以得到正值的信號。但是ACO-OFDM技術會導致較低的頻譜效率。在DCO-OFDM中，信號通過增加一個直流偏置變為正值，但是會增加功耗。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提出一種基于非對稱限幅和直流偏置的光正交頻分復用（ADO-OFDM，Asymmetrically Clipped and Direct-current-biased Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing）的可見光通信系統，傳輸單極性的OFDM基帶信號。

這種優化的傳輸系統具備較高的頻譜利用率和功率利用率，性能更加理想。

為此，本發明的技術方案是：

一種基于ADO-OFDM的可見光通信系統，包括發射端和接收端，

所述發射端包括：

串并轉換和映射模塊，對輸入的串行數據進行串并轉換和映射，并使生成的信息具有厄米特對稱，將信息向量分成奇數子載波和偶數子載波；

ACO-OFDM信號生成模塊，生成的ACO-OFDM信號在奇數子載波上傳輸，在逆快速傅里葉變換之后，在奇數子載波上進行非對稱限幅；

DCO-OFDM信號生成模塊，生成的DCO-OFDM信號在偶數子載波上傳輸，在逆快速傅里葉變換之后，在偶數子載波上的信號加上直流偏置以產生單極性的信號；

子載波合并模塊，將奇數子載波和偶數子載波合并，形成ADO-OFDM信號；

塊型導頻結構，進行信道估計與均衡；

循環前綴插入模塊，在ADO-OFDM信號中加入循環前綴；

并串轉換模塊，將ADO-OFDM信號并串轉換得到串行數據，通過光調制器送入信道傳輸；

所述接收端包括：

循環前綴去除模塊，對接收的串行數據去除循環前綴

快速傅里葉變換解調模塊，對接收的串行數據進行解調；

信道估計模塊，去除導頻，進行信道均衡與估計；

正交幅度調制解映射模塊，去除限幅噪聲影響，恢復DCO-OFDM信號。

本發明的優點是：

本發明所述的基于ADO-OFDM的可見光通信系統，發射端的ACO-OFDM信號在奇數子載波上傳輸，而DCO-OFDM信號在偶數子載波上傳輸，在逆快速傅里葉變換之后，在奇數子載波上進行了非對稱限幅，而偶數子載波上的信號加上直流偏置以產生單極性的信號，然后將奇數子載波和偶數子載波合并，形成ADO-OFDM信號，在接收端，由于在進行非對稱限幅時，奇數子載波的限幅噪聲會對偶數子載波的信號產生影響，所以當恢復DCO-OFDM信號時，需要去除限幅噪聲的影響。本發明所述的ADO-OFDM的可見光通信系統比ACO-OFDM系統具備更高的頻譜利用率，并且比DCO-OFDM系統具備更高的功率利用率。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：

圖1為基于ACO-OFDM的可見光通信系統結構的示意圖；