[发明专利]一种基于编码的ACO‑OFDM系统峰均比抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于大气激光通信领域，尤其涉及针对大气激光通信系统的传输环境和ACO-OFDM系统特性提出的一种基于编码的ACO-OFDM系统峰均比抑制方法。

背景技术

大气激光通信是一种以大气为传输媒介，利用激光作为信号载体来实现点对点、点对多点和多点对多点的语音、数据、图像信息双向传输的通信技术。大气激光通信具有保密性好，抗干扰性强、通信容量大、开通方便快捷、费用低廉等特点，在解决目前宽带网络通信中“最后一公里”问题和应急通信等方面有着良好的应用前景。

由于大气激光通信系统常采用光强度调制，系统中的信号必须是实信号且是非负的。为满足信号在时域上的上述特点，考虑使用ACO-OFDM技术，ACO-OFDM是一种特殊的OFDM技术，与无线OFDM系统比较相似。首先，将要发送的数据源进行串并转换及映射为一个长度为N的复数向量X。然后，通过对向量X进行快速傅里叶逆变换(IFFT)，可以得到OFDM时域信号。在光强调制/直接检测系统(IM/DD)中，基带信号是不能够对高频载波进行正交调制的，所以经IFFT变换得到的时域信号必须是实信号，而不能是复信号。为了得到这种信号，复数向量A要满足Hermitian对称，之后加入循环前缀(CP)，可以有效地消除ISI和ICI。满足上述条件的复数向量A经IFFT变换产生一个双极性时域向量，为了实现IM/DD信道单极性信号，对时域向量中所有的负值信号做归零处理。这已经被证明，如果仅有奇数子载波被调制，这种非对称限幅只会使奇数子载波上的信号幅值减小一半，并且引起的限幅噪声全部落在偶数子载波上，之后对得出的数据进行数模转换进行发射。

在接收端，对接收的信息位进行模数转换，然后去除循环前缀(CP),然后通过FFT变换对接收信号进行解调及信息位的提取，得到复数向量Y，之后解映射及并串转换，恢复出原始数据流。可知在没有噪声和失真的情况下，传输的数据可以完全被恢复。

但由于OFDM技术的特殊性，高峰均比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)一直是系统所要克服的关键问题之一。在大气激光通信系统中，较高的峰均比不仅会对光调制器的调制效率产生较大影响，还易对人体器官造成伤害。所以针对此系统的峰均比抑制技术研究显得尤为重要。

目前已有的抑制峰均比的方法大致可分为三类：限幅类、编码类、概率类。三类方法具有各自的优点但也都存在缺陷。限幅类包括限幅滤波，峰值加窗，压缩扩张变换等，这种技术在不引入很大计算量的情况下使PAPR得到有效降低，但这种非线性过程会带来带内失真，误码率以及带外辐射，频谱利用率也相应降低了。编码类的基本思想是利用不同的编码特性把传输信号分为不同的码字，从而选择PAPR较小的码字进行传输，避开会使OFDM信号出现峰值的码字，但它的编码效率比较低，只适合于子载波数目较小的情况。概率类包括选择性映射和部分传输序列两种方法，它是利用不同的加扰序列对OFDM符号进行加权处理，可有效降低信号的PAPR值又不对信号产生畸变，且适用于任意数量的子载波数，但由于需要传送辅助信息位，所以其频率利用率低，而且增加了系统的复杂度。

因为ACO-OFDM系统传输的信号是实信号且非负，以上用于无线OFDM系统的PAPR抑制方法并不能直接应用于ACO-OFDM系统，本发明将在此基础上，对ACO-OFDM系统的PAPR抑制技术进行研究。

发明内容

本发明的目的是针对非对称限幅光OFDM(Asymmetrically Clipped Optical OFDM,ACO-OFDM)通信系统内存在较高的峰均比这个问题，提出了一种简单有效的编、能够抑制系统峰均比的，一种基于编码的ACO-OFDM系统峰均比抑制方法。

一种基于编码的ACO-OFDM系统峰均比抑制方法，在发射端，对ACO-OFDM系统的输入比特流进行编码操作，然后对编码得到的信息流进行串并转换及映射，将得到的信号进行ACO-OFDM调制后发射出去；在接收端，对接收到信号进行OFDM的解调及信息位的提取，之后对信息流进行串并转换及解映射，最后对解映射得到的比特流进行译码操作得到输出比特流。

一种基于编码的ACO-OFDM系统峰均比抑制方法，还可以包括：

1、编码方法为：