Page 21 - 网络电信2016第14期

光通信

室内可见光通信系统中的OFDM与ACO-OFDM
调制技术研究

彭小峰 曹阳 杨家旺 刘世涛 张勋

通过建立基于非对称限幅- 正交
频分复用(ACO-OFDM) 的室内可见
光通信系统模型和室内空间环境，研
究了ACO-OFDM与一般OFDM调制
对室内可见光通信系统性能的影响，
并通过仿真验证了ACO-OFDM调制
抵抗频率偏移的性能与误码性能。

一、引言 其中，Xm表示经过映射后调制到第m个子载波上的频域数据
符号。信号通过串/并转换和IFFT变换转变为双极性的实值OFDM
可见光通信是在白光LED基础上发展起来的无线光通信技 信号。非对称限幅是通过在零值处限幅使得到的双极性实值
术[1]，它是一种以可见光信号作为信息载体的宽带无线接入技 OFDM信号变为单极性的正信号，即:
术，具有更高的安全性、更大的信息容量、不受电磁干扰以及
具有安全的通信信道等优越性能。室内可见光通信是将可见光 （2）
无线通信技术应用于室内的一种能满足大容量、高数率传输的
重要无线室内传输方案，正逐渐取代现有的无线技术[2,3]。但 本文对得到的正实数信号x′进行门限判决和频域滤波得到
是，室内可见光通信很大程度上会受到由多径效应引起的码间 所需的基带OFDM信号，并对该信号进行添加循环前缀（CP）、
干扰（ISI）的影响，导致系统性能恶化。 并/串转换和D/A转换。信号无需进行直流偏置,直接通过可见光
调制将信号发送。
与早期采用的调制方式相比，正交频分复用（OFDM）能有
效克服多径效应，提高系统数据传输速率，在可见光通信中越 在接收端，可见光信号通过光电检测器（PD）转换成电信
来越受到重视[4，5]。基于OFDM的可见光通信系统需要严格的载 号后进行A/D转换、串/并转换、去除CP、FFT变换、QAM解调和
波频率同步和采样时钟同步，因为较大的频率偏移会破坏子载 并串转换等处理过程后将输出数据，完成信号在室内ACO-OFDM
波的正交性，从而引起信道间干扰（ICI），降低系统性能[6]。 可见光通信系统中的传输。
另外，由于OFDM信号是双极性信号，在可见光通信系统中添加
了直流偏置（DC），导致传输光信号的平均功率增大，调制深 为研究载波间干扰（ICI）分量对OFDM与ACOOFDM可见光
度降低，系统的功率效率降低[7]。综上所述，在室内可见光通 通信系统的影响，我们定义了信号功率和ICI分量功率的比值
信系统中需要一种能有效克服多径效应、提高系统性能以及对 CIR(carrier-to-interference ritio)，用来说明在有ICI干扰
ICI有较好抵抗性的调制方式。本文研究一种应用于室内可见光 情况下信号的质量，可以表示为[7]：
通信系统的新调制方式，即非对称限幅-正交频分复用（ACO-
OFDM）。 （3）

二、基于ACO-OFDM调制的室内可见光通 图1 室内ACO-OFDM可见光通信系统实现原理图
信系统

ACO-OFDM是将原双极性OFDM信号中小于零的部分舍去，只
留下正值，其在室内VLC系统中的实现原理图如图1所示。

在发送端，将输入数据进行QAM映射，对经过QAM星座映射
的复数信号添加共轭数据构成Hermitian对称结构，如果选择奇
数子载波传输调制数据，偶数子载波调制数据置零，即：

（1）

32 网络电信 二零一六年八月