一种多目标的可见光DCO-OFDM系统优化方案
2021-09-07寇艳春李连本张之栋黑永强
寇艳春,李连本,田 原,张之栋,黑永强
(1.中国移动通信集团 陕西有限公司,陕西 西安 710077;2.中国移动通信集团设计院有限公司 陕西分公司,陕西 西安 710077;3.西安电子科技大学 综合业务网理论及关键技术国家重点实验室, 陕西 西安 710071)
随着发光二极管(Light Emitting Diode, LED)技术与固态照明技术的迅速发展,可见光通信(Visi-ble Light Communication, VLC)技术为当前通信频谱短缺的现状提供了一种可能的解决方案[1-2]。与射频通信系统相比,VLC系统具有频谱资源巨大和不受电磁干扰等明显优势,在智能家居、医院机器人和井下作业等众多场景中有着广泛的应用前景。
在VLC系统中,由于LED技术存在带宽有限和室内多径传播延迟等问题,导致在高数据速率下会引起严重的符号间干扰(Inter-Symbol Interfe-rence, ISI)现象。为了克服ISI,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术被应用于VLC系统中[3]。LED本身固有的特性要求通过其信号为正实数,所以衍生出了直流(Direct Current, DC)偏置光OFDM(DC-Biased Optical OFDM, DCO-OFDM)技术、非对称削波光OFDM(Asymmetrically Clipped Optical OFDM, ACO-OFDM)技术与翻转光OFDM(Flip-OFDM),这些技术手段原理不同,但是都可以保证通过LED的信号满足正实数的要求[3-5]。由于操作方便并且谱效较高等原因,使得DCO-OFDM技术受到了广泛的关注[3-5]。
目前,对DCO-OFDM可见光通信系统的研究多集中在谱效与能效提升方面。在提升谱效方面,通过采用分层ACO-OFDM技术[6]和负混合ACO-OFDM技术[7]获得更高的谱效。另外,随着大型移动设备带来的巨大能源消耗问题变得越来越严重,研究的重点逐步从对谱效优化的研究转向对能效优化的研究。随后,各种节约能效的优化方法开始出现,例如,通过调整发射功率与分配系统带宽[8-9]以及选择合适的子载波调制阶数[10],能够使得可见光系统获得更高的能效。……
