[发明专利]一种融合VOOK的可调光正交混合ACO-OFDM方法

说明书

本发明公开了一种融合VOOK的可调光正交混合ACO‑OFDM方法，涉及光通信领域。本方法采用VOOK、PAM‑DMT和ACO‑OFDM三种信号在时域叠加传输，通过改变VOOK的占空比，可以线性地调节调光度，从而实现高效通信和调光控制的双重功能。在提出方法中，通过构造VOOK的时域对称性，避免VOOK信号干扰PAM‑DMT和ACO‑OFDM的传输，同时，保证PAM‑DMT和ACO‑OFDM削波后不损失传输信息。更为重要的，发送端采用预处理的方式，保证PAM‑DMT和ACO‑OFDM两种混合信号的正交性，消除两种信号间的干扰。在接收端，鉴于PAM‑DMT和ACO‑OFDM两种混合信号的正交性，可以采用标准的OFDM接收机完成两种信号的检测，有效地降低了接收机复杂度和处理时延。同时，能够实现VOOK和正交混合信号的并行检测，进一步地降低了处理时延；可以获得更高的可达频谱效率。

技术领域

本发明涉及无线光通信领域，特别是一种融合VOOK的可调光正交混合ACO-OFDM方法。

背景技术

随着无线射频通信频带的日益紧张以及发光二极管(LED)技术的迅猛发展，可见光通信技术得到了学术界和工业界广泛的关注。可见光通信构建于LED照明系统之上，具备绿色环保、成本低、无电磁辐射等诸多优点。近年来的关于可见光通信技术的研究，除了致力于提高信息传输性能之外，作为LED基本的照明功能也需要我们兼顾。在LED照明系统中，调光控制能够根据用户需求提供亮度调节，具有节约资源的作用，被认为是可见光通信系统的一项重要功能。目前广泛采用的调光技术有模拟和数字两种方式，模拟调光通过调节前向电流实现亮度控制，而数字调光借助占空比实现调光度的线性调节。相比模拟调光，数字调光能够抑制色移现象，从而得到了工业界的青睐。

在数字调光方面，可变开关键控(VOOK)技术将数字调光和开关键控(OOK)融合，实现了高效通信和调光控制的双重功能。可变脉冲位置调制(VPPM)采用类似的思想，实现了数字调光与脉冲位置调制(PPM)的融合。这些调制技术已经被纳入IEEE Std 802.15.7标准，但由于该类技术均基于单载波调制，传输的频谱效率比较低。为了提升频谱效率，可以将这些可变调制与正交频分复用(OFDM)传输结合，催生了混合调制技术，包括多阶位置脉冲调制辅助的反极性光OFDM(MPPM-RPO-OFDM)、分数反极性光OFDM(FRPO-OFDM)。MPPM-RPO-OFDM采用信号极性反转的方式，实现MPPM与非对称限幅光OFDM(ACO-OFDM)的融合传输，但由于ACO-OFDM只利用了一半的子载波传输信息，该方法的频谱效率比较低。FRPO-OFDM采用相同的原理，实现了VOOK与分层ACO-OFDM(LACO-OFDM)，但由于LACO-OFDM需要采用串行干扰消除的方式进行检测，接收机复杂度和处理时延比较高。此外，在这类技术中，接收端需首先检测出可变调制信号，才能进行后续的OFDM信号的检测，进一步地增加了接收端的处理时延，同时会导致检测错误的传播。综上所述，如何将可变调制与OFDM融合传输，提升传输的频谱效率，同时保持低复杂度、低处理时延的传输架构，仍然是一个尚未解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种融合VOOK的可调光正交混合ACO-OFDM方法，提升了传输的频谱效率。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种融合VOOK的可调光正交混合ACO-OFDM方法，包括以下步骤：

步骤1、发送数据流经过QAM和PAM调制，分别生成QAM符号和PAM符号，随后对QAM符号和PAM符号进行串并转换，并根据Hermitian对称性，同时，将QAM符号和PAM符号分别加载于奇数子载波和偶数子载波的虚部，分别生成ACO-OFDM和PAM-DMT的频域信号X和Y；

步骤2、将步骤1中的X经过IFFT计算后，产生时域信号，第n个采样时刻的时域信号表示为x_n，其中，n＝0,1,...,N-1，N为子载波的总数目；