一種帶有直流偏移的aco-ofdm解調(diào)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線光通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種帶有直流偏移的AC0-0FDM解調(diào) 方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexin，0FDM)最初用于 無線通信，如今作為無線光通信系統(tǒng)（OpticalWirelessCommunicationSystem，0WCs)中 高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕鉀Q方案，可用于可見光通信和自由空間光通信。與傳統(tǒng)的單載波調(diào)制相 t匕，正交頻分復(fù)用有許多優(yōu)點(diǎn)：頻譜利用高效、對(duì)信道的頻率選擇性衰落的魯棒性和易于通 過快速傅里葉轉(zhuǎn)換（FastFourierTransform，F(xiàn)FT)和快速傅里葉反變換（InverseFast FourierTransform，IFFT)實(shí)現(xiàn)等等。然而，OFDM的原始形式和在大多數(shù)OWCs中使用的強(qiáng) 度調(diào)制（IntensityModulation，IM)和直接檢測(cè)（Directdetection，DD)技術(shù)不兼容，因 為只有振幅信號(hào)可以調(diào)節(jié)光強(qiáng)度而原始的0FDM信號(hào)是雙極復(fù)信號(hào)。為了在IM/DD系統(tǒng)中使 用0FDM，幾種光0FDM方案被提出，包括直流偏置OFDM(DirectCurrentOffsetOrthogonal FrequencyDivisionMultiplexin，DC0-0FDM)，脈沖振幅調(diào)制的離散多頻調(diào)制，非對(duì)稱限 巾畐光正交步頁分復(fù)用(AsymmetricallyClippedOptical-OrthogonalFrequencyDivision Multiplexing，ACO-OFDM)，非對(duì)稱限幅直流偏置光OFDM和翻轉(zhuǎn)正交頻分復(fù)用等等。
[0003] AC0-0FDM是關(guān)注的重點(diǎn)，一方面，其功效高于DC0-0FDM和脈沖振幅調(diào)制的離散多 頻調(diào)制，另一方面AC0-0FDM比DC0-0FDM和翻轉(zhuǎn)正交頻分復(fù)用應(yīng)用更廣泛。此外，AC0-0FDM 中的數(shù)據(jù)只能由奇數(shù)子載波攜帶，然而偶數(shù)子載波保留為空。這種設(shè)計(jì)的一個(gè)好處是，限制 負(fù)振幅為零后，噪音只保留在偶數(shù)子載波上，因此，最終噪聲與在奇數(shù)子載波上的數(shù)據(jù)相互 正交。
[0004] 解調(diào)性能通常通過誤碼率（biterrorrate,BER)或符號(hào)誤差率（symbolerror rate，SER)來衡量。對(duì)于AC0-0FDM特別重要的是，為了保護(hù)眼睛，平均發(fā)射光功率有嚴(yán)格限 制的規(guī)定。為了提高實(shí)際系統(tǒng)中AC0-0FDM的解調(diào)性能，在奇數(shù)子載波方案（oddsubcarrier scheme，0SCS)中，偶數(shù)子載波限幅噪聲被丟棄，而后來的研究發(fā)現(xiàn)可以進(jìn)一步研究限幅噪 聲攜帶的殘差信息來提高解調(diào)性能。基于限幅噪聲等于非限幅噪聲絕對(duì)值的一半，提出了 分集組合方案（^Diversitycombiningscheme,DCS)并且研究了將奇數(shù)子載波信號(hào)與限 幅噪聲結(jié)合的非線性方式。通過利用AC0-0FDM信號(hào)的逆對(duì)稱性，研究成對(duì)極大似然方案 (Pairwisemaximumlikelihoodscheme，PMLS)來取消AC0-0FDM解調(diào)之前的限幅噪聲。與 0SCS相比，無論是DCS還是PMLS都可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)3dB的性能增益。最近Dang等提出的迭 代最小均方誤差A(yù)C0-0FDM解調(diào)器，在某些情況下可以達(dá)到10dB左右的性能提高，但其復(fù)雜 程度比其他方案要高得多。
[0005] 盡管上述一些方案可以提高AC0-0FDM的解調(diào)性能，但他們很容易受到實(shí)際系統(tǒng) 中非常有可能存在的非理想因素的干擾，例如，直流（directcurrent，DC)偏移是一個(gè)在實(shí) 際AC0-0FDM系統(tǒng)中最常見的非理想因素。不同于DC0-0FDM中DC偏移，AC0-0FDM的DC偏 移來自發(fā)射機(jī)發(fā)光二極管（LED)、非理想的接收機(jī)光電二極管電路和環(huán)境光源。目前，僅有 一篇論文闡述了存在直流偏移的ACO-OFDM解調(diào)，其中研究了兩種對(duì)DC偏移不敏感的改進(jìn) 分集組合方案（ImprovedDiversityCombiningScheme,IDCS)，但它們的計(jì)算復(fù)雜度相對(duì) 較高，這可能導(dǎo)致實(shí)際系統(tǒng)中較高的硬件成本和/或功率消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種帶有直流偏移的AC0-0FDM解調(diào)方法及系 統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的計(jì)算復(fù)雜度高的問題。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種帶有直流偏移的非對(duì)稱限幅光正交 頻分復(fù)用（AC0-0FDM)解調(diào)方法，包括：
[0008] 獲取AC0-0FDM系統(tǒng)輸出的待解調(diào)的信號(hào)；
[0009] 確定識(shí)別直流偏移的虛擬觀察窗口的判定標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)所述判定標(biāo)準(zhǔn)確定虛擬觀 察窗口；
[0010] 根據(jù)所述虛擬觀察窗口，估計(jì)所述待解調(diào)的信號(hào)中存在的直流偏移的大?。?br>[0011] 根據(jù)估計(jì)的所述直流偏移的大小，消除直流偏移和噪聲，恢復(fù)輸入數(shù)據(jù)。
[0012] 可選地，所述獲取AC0-0FDM系統(tǒng)輸出的待解調(diào)的信號(hào)包括：
[0013] 獲取AC0-0FDM系統(tǒng)中輸出的已均衡的待解調(diào)的頻域信號(hào)；
[0014] 通過傅里葉反變換將所述頻域信號(hào)變換為時(shí)域信號(hào)ri (n)。
[0015] 可選地，所述確定識(shí)別直流偏移的虛擬觀察窗口的判定標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)所述判定標(biāo)準(zhǔn) 確定虛擬觀察窗口包括：
[0016] 存在直流偏移時(shí)，確定識(shí)別直流偏移的虛擬觀察窗口的判定標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)所述判定 標(biāo)準(zhǔn)確定虛擬觀察窗口為：
[0017]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶有直流偏移的ACO-OFDM解調(diào)方法，其特征在于，包括： 獲取ACO-OFDM系統(tǒng)輸出的待解調(diào)的信號(hào)； 確定識(shí)別直流偏移的虛擬觀察窗口的判定標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)所述判定標(biāo)準(zhǔn)確定虛擬觀察窗 Π ； 根據(jù)所述虛擬觀察窗口，估計(jì)所述待解調(diào)的信號(hào)中存在的直流偏移的大?。? 根據(jù)估計(jì)的所述直流偏移的大小，消除直流偏移和噪聲，恢復(fù)輸入數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取ACO-OFDM系統(tǒng)輸出的待解調(diào)的 信號(hào)包括： 獲取ACO-OFDM系統(tǒng)中輸出的已均衡的待解調(diào)的頻域信號(hào)； 通過傅里葉反變換將所述頻域信號(hào)變換為時(shí)域信號(hào)ri (η)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述確定識(shí)別直流偏移的虛擬觀察窗口 的判定標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)所述判定標(biāo)準(zhǔn)確定虛擬觀察窗口包括： 存在直流偏移時(shí)，確定識(shí)別直流偏移的虛擬觀察窗口的判定標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)所述判定標(biāo)準(zhǔn) 確定虛擬觀察窗口為：
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述虛擬觀察窗口，估計(jì)所述待 解調(diào)的信號(hào)中存在的直流偏移的大小包括： 根據(jù)所述判定標(biāo)準(zhǔn)及索引，估計(jì)所述待解調(diào)的信號(hào)中存在的直流偏移的大小為：
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)估計(jì)的所述直流偏移的大小，消 除直流偏移和噪聲，恢復(fù)輸入數(shù)據(jù)包括： 根據(jù)估計(jì)的所述直流偏移的大小，消除直流偏移和所述時(shí)域信號(hào)^ (η)中的噪聲，得到 時(shí)域信號(hào)!·? ; 通過限幅電路消除負(fù)噪聲對(duì)所述時(shí)域信號(hào)r2(n)的影響，獲得限幅后的信號(hào)r3(n); 通過傅里葉變換從所述限幅后的信號(hào)r3(η)中恢復(fù)輸入數(shù)據(jù)。
6. -種帶有直流偏移的ACO-OFDM解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 獲取單元：用于獲取ACO-OFDM系統(tǒng)輸出的待解調(diào)的信號(hào)； 確定單元：用于確定識(shí)別直流偏移的虛擬觀察窗口的判定標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)所述判定標(biāo)準(zhǔn)確 定虛擬觀察窗口； 估計(jì)單元：用于根據(jù)所述虛擬觀察窗，估計(jì)所述待解調(diào)的信號(hào)中存在的直流偏移的大 ?。? 恢復(fù)單元：用于根據(jù)估計(jì)的所述直流偏移的大小，消除直流偏移和噪聲，恢復(fù)輸入數(shù) 據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述獲取單元包括： 獲取模塊：用于獲取ACO-OFDM系統(tǒng)中輸出的已均衡的待解調(diào)的頻域信號(hào)； 變換模塊：用于通過傅里葉反變換將所述頻域信號(hào)變換為時(shí)域信號(hào)^ (η)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述確定單元：還用于當(dāng)存在直流偏移 時(shí)，確定識(shí)別直流偏移的虛擬觀察窗口的判定標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)所述判定標(biāo)準(zhǔn)確定虛擬觀察窗口 為：
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述估計(jì)單元包括：還用于根據(jù)所述判定 標(biāo)準(zhǔn)及索引，估計(jì)所述待解調(diào)的信號(hào)中存在的直流偏移的大小為：
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述恢復(fù)單元包括： 消除模塊：用于根據(jù)估計(jì)的所述直流偏移的大小，消除直流偏移和所述時(shí)域信號(hào)^ (η) 中的噪聲，得到時(shí)域信號(hào)1"2(11); 限幅模塊：用于通過限幅電路消除負(fù)噪聲對(duì)所述時(shí)域信號(hào)1"2(η)的影響，獲得限幅后的 信號(hào)r3(n); 恢復(fù)模塊：用于通過傅里葉變換從所述限幅后的信號(hào)r3(η)中恢復(fù)輸入數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種帶有直流偏移的ACO-OFDM解調(diào)方法及系統(tǒng)，有助于降低計(jì)算復(fù)雜度。所述方法包括：獲取ACO-OFDM系統(tǒng)輸出的待解調(diào)的信號(hào)；確定識(shí)別直流偏移的虛擬觀察窗口的判定標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)所述判定標(biāo)準(zhǔn)確定虛擬觀察窗口；根據(jù)所述虛擬觀察窗口，估計(jì)所述待解調(diào)的信號(hào)中存在的直流偏移的大??；根據(jù)估計(jì)的所述直流偏移的大小，消除直流偏移和噪聲，恢復(fù)輸入數(shù)據(jù)。所述系統(tǒng)包括：獲取單元：用于獲取ACO-OFDM系統(tǒng)輸出的待解調(diào)的信號(hào)；確定單元：用于確定虛擬觀察窗口；估計(jì)單元：用于估計(jì)所述待解調(diào)的信號(hào)中存在的直流偏移的大?。换謴?fù)單元：用于消除直流偏移和噪聲，恢復(fù)輸入數(shù)據(jù)。本發(fā)明適用于無線光通信技術(shù)領(lǐng)域。
【IPC分類】H04L27-26
【公開號(hào)】CN104735018
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510146297
【發(fā)明人】劉濤
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月30日