[發明專利]一種融合VOOK的可調光正交混合ACO-OFDM方法

有效

• 申請號: 202110447182.7
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113328964B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 李寶龍;陸波;丁文杰;邵永松;周穎
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學;中科怡海高新技術發展江蘇股份公司
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L27/26
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱楨榮

本發明公開了一種融合VOOK的可調光正交混合ACO?OFDM方法，涉及光通信領域。本方法采用VOOK、PAM?DMT和ACO?OFDM三種信號在時域疊加傳輸，通過改變VOOK的占空比，可以線性地調節調光度，從而實現高效通信和調光控制的雙重功能。在提出方法中，通過構造VOOK的時域對稱性，避免VOOK信號干擾PAM?DMT和ACO?OFDM的傳輸，同時，保證PAM?DMT和ACO?OFDM削波后不損失傳輸信息。更為重要的，發送端采用預處理的方式，保證PAM?DMT和ACO?OFDM兩種混合信號的正交性，消除兩種信號間的干擾。在接收端，鑒于PAM?DMT和ACO?OFDM兩種混合信號的正交性，可以采用標準的OFDM接收機完成兩種信號的檢測，有效地降低了接收機復雜度和處理時延。同時，能夠實現VOOK和正交混合信號的并行檢測，進一步地降低了處理時延；可以獲得更高的可達頻譜效率。

技術領域

本發明涉及無線光通信領域，特別是一種融合VOOK的可調光正交混合ACO-OFDM方法。

背景技術

隨著無線射頻通信頻帶的日益緊張以及發光二極管(LED)技術的迅猛發展，可見光通信技術得到了學術界和工業界廣泛的關注。可見光通信構建于LED照明系統之上，具備綠色環保、成本低、無電磁輻射等諸多優點。近年來的關于可見光通信技術的研究，除了致力于提高信息傳輸性能之外，作為LED基本的照明功能也需要我們兼顧。在LED照明系統中，調光控制能夠根據用戶需求提供亮度調節，具有節約資源的作用，被認為是可見光通信系統的一項重要功能。目前廣泛采用的調光技術有模擬和數字兩種方式，模擬調光通過調節前向電流實現亮度控制，而數字調光借助占空比實現調光度的線性調節。相比模擬調光，數字調光能夠抑制色移現象，從而得到了工業界的青睞。

在數字調光方面，可變開關鍵控(VOOK)技術將數字調光和開關鍵控(OOK)融合，實現了高效通信和調光控制的雙重功能。可變脈沖位置調制(VPPM)采用類似的思想，實現了數字調光與脈沖位置調制(PPM)的融合。這些調制技術已經被納入IEEE?Std?802.15.7標準，但由于該類技術均基于單載波調制，傳輸的頻譜效率比較低。為了提升頻譜效率，可以將這些可變調制與正交頻分復用(OFDM)傳輸結合，催生了混合調制技術，包括多階位置脈沖調制輔助的反極性光OFDM(MPPM-RPO-OFDM)、分數反極性光OFDM(FRPO-OFDM)。MPPM-RPO-OFDM采用信號極性反轉的方式，實現MPPM與非對稱限幅光OFDM(ACO-OFDM)的融合傳輸，但由于ACO-OFDM只利用了一半的子載波傳輸信息，該方法的頻譜效率比較低。FRPO-OFDM采用相同的原理，實現了VOOK與分層ACO-OFDM(LACO-OFDM)，但由于LACO-OFDM需要采用串行干擾消除的方式進行檢測，接收機復雜度和處理時延比較高。此外，在這類技術中，接收端需首先檢測出可變調制信號，才能進行后續的OFDM信號的檢測，進一步地增加了接收端的處理時延，同時會導致檢測錯誤的傳播。綜上所述，如何將可變調制與OFDM融合傳輸，提升傳輸的頻譜效率，同時保持低復雜度、低處理時延的傳輸架構，仍然是一個尚未解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種融合VOOK的可調光正交混合ACO-OFDM方法，提升了傳輸的頻譜效率。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

根據本發明提出的一種融合VOOK的可調光正交混合ACO-OFDM方法，包括以下步驟：

步驟1、發送數據流經過QAM和PAM調制，分別生成QAM符號和PAM符號，隨后對QAM符號和PAM符號進行串并轉換，并根據Hermitian對稱性，同時，將QAM符號和PAM符號分別加載于奇數子載波和偶數子載波的虛部，分別生成ACO-OFDM和PAM-DMT的頻域信號X和Y；

步驟2、將步驟1中的X經過IFFT計算后，產生時域信號，第n個采樣時刻的時域信號表示為x_n，其中，n＝0,1,...,N-1，N為子載波的總數目；