本發(fā)明是實現(xiàn)三路信號同時傳輸?shù)墓庹活l分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)方案，屬于可見光通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

無線通信技術(shù)的最終目標(biāo)是讓人們可以在任何地點任何時間和任何人進行任何內(nèi)容(語音、視頻)的通信，通信技術(shù)的不斷發(fā)展使這一目標(biāo)離我們越來越近?，F(xiàn)有的移動電話系統(tǒng)和無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks，WLAN)路由器等通信系統(tǒng)設(shè)備基本都以無線電頻段的電磁波作為信號載體。但是，無線電的頻譜資源是有限的，隨著人們對無線通信速率要求的提高，現(xiàn)有的頻譜資源已經(jīng)逐漸不能滿足需求。據(jù)統(tǒng)計表明，目前無線通信數(shù)據(jù)的年增長率達到了80％，而頻譜利用率的年增長率僅為12％。如此下去，頻譜資源將成為制約無線通信發(fā)展的因素，人們迫切需要尋找新的無線通信方式。由于綠色節(jié)能、無需頻譜規(guī)劃、傳輸速率高和保密性好等優(yōu)點，可見光通信技術(shù)被看作是一種重要的室內(nèi)通信覆蓋技術(shù)。

由于可見光通信系統(tǒng)采用強度調(diào)制和直接檢測，因此要求發(fā)送的信號必須是非負的。為了滿足信號非負性的要求，現(xiàn)階段主要有三種基本的光OFDM方案：直流偏置光OFDM(direct current biased optical OFDM，DCO-OFDM)、非對稱限幅光OFDM(asymmetrically clipped optical OFDM，ACO-OFDM)和脈沖幅度離散多音調(diào)制(pulse-amplitude-modulated discrete multitone，PAM-DMT)等。DCO-OFDM通過添加直流偏置的方式把負值波形抬高，保證了信號非負，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，但缺點是功率開銷較大。ACO-OFDM和PAM-DMT通過限幅保證信號非負，但是由于限幅噪聲的影響，只能達到DCO-OFDM一半的頻譜效率。為了提升光OFDM系統(tǒng)的頻譜效率，同時兼顧系統(tǒng)的功率效率，提出新的光OFDM傳輸方案十分有必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種同時傳輸三路信號的光OFDM方案，該方案在只需要加入較少直流的前提下，提升了光OFDM系統(tǒng)的頻譜效率，在系統(tǒng)的頻譜有效性和功率有效性之間實現(xiàn)了較好的折衷。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種同時傳輸三路信號的光OFDM方法，包括以下步驟：

(1)發(fā)送端將PAM-DMT、ACO-OFDM和DCO-OFDM信號合并后發(fā)送；

(2)接收端檢測收到的光信號強度，利用三路信號間的干擾關(guān)系依次檢測出PAM-DMT、ACO-OFDM和DCO-OFDM信號。

進一步地，所述步驟(1)具體包括：

(1.1)原始的串行二進制數(shù)據(jù)通過串/并轉(zhuǎn)換分為并行的三路數(shù)據(jù)，每路數(shù)據(jù)比特的具體比例關(guān)系由三路數(shù)據(jù)進行星座映射的星座階數(shù)決定；

(1.2)對第一路數(shù)據(jù)進行M_pam階PAM星座映射，然后進行PAM-DMT調(diào)制；M_pam為大于1的正整數(shù)；

(1.3)對第二路數(shù)據(jù)進行M_aco階PAM星座映射，然后放在奇數(shù)子載波的實部上，進行ACO-OFDM調(diào)制；M_aco為大于1的正整數(shù)；

(1.4)對第三路數(shù)據(jù)進行M_dco階PAM星座映射，然后放在偶數(shù)子載波的實部上，進行DCO-OFDM調(diào)制；M_dco為大于1的正整數(shù)；

(1.5)將調(diào)制得到的PAM-DMT、ACO-OFDM和DCO-OFDM三路信號相加合并，對得到的時域信號加循環(huán)前綴，做數(shù)模轉(zhuǎn)換后送至LED燈轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柊l(fā)送。

進一步地，所述步驟(2)具體包括：

(2.1)接收端檢測收到的光信號強度，對接收信號模數(shù)轉(zhuǎn)換、去除循環(huán)前綴(即定時同步)，得到離散采樣序列信號；

(2.2)此信號為三路信號的疊加，可對此序列直接進行PAM-DMT解調(diào)，檢測出PAM-DMT支路的數(shù)據(jù)；

(2.3)根據(jù)步驟(2.2)中PAM-DMT支路的解調(diào)結(jié)果，重建PAM-DMT信號，從接收信號中減去，得到的信號是ACO-OFDM信號與DCO-OFDM信號的疊加；

(2.4)對步驟(2.3)得到的信號直接進行ACO-OFDM解調(diào)，檢測出ACO-OFDM支路的數(shù)據(jù)；

(2.5)根據(jù)步驟(2.4)中ACO-OFDM信號的解調(diào)結(jié)果，重建ACO-OFDM信號，從步驟(2.3)得到的信號中減去，獲得單純的DCO-OFDM信號；

(2.6)對步驟(2.5)得到的信號進行DCO-OFDM解調(diào)，檢測出DCO-OFDM支路的數(shù)據(jù)。

利用步驟(2)的檢測結(jié)果，接收端通過迭代干擾消除的方式進一步提升檢測性能，具體包括以下步驟：

(3.1)根據(jù)已有的ACO-OFDM和DCO-OFDM支路的檢測結(jié)果，重建ACO-OFDM和DCO-OFDM信號，分別從接收信號中減去，獲得單純的PAM-DMT信號；

(3.2)對步驟(3.1)得到的信號做pairwise clipping后，進行PAM-DMT解調(diào),檢測出PAM-DMT支路的數(shù)據(jù)；

(3.3)根據(jù)已有的PAM-DMT和DCO-OFDM支路的檢測結(jié)果，重建PAM-DMT和DCO-OFDM信號，分別從接收信號中減去，獲得單純的ACO-OFDM信號；

(3.4)對步驟(3.3)得到的信號做pairwise clipping后，進行ACO-OFDM解調(diào),檢測出ACO-OFDM支路的數(shù)據(jù)；

(3.5)根據(jù)已有的PAM-DMT和ACO-OFDM支路的檢測結(jié)果，重建PAM-DMT和ACO-OFDM信號，分別從接收信號中減去，獲得單純的DCO-OFDM信號；

(3.6)對步驟(3.5)得到的信號進行DCO-OFDM解調(diào)，檢測出DCO-OFDM支路的數(shù)據(jù)。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的光OFDM傳輸方法充分利用了光OFDM的載波資源，提升了系統(tǒng)的頻譜利用率，同時只需要加入較少的直流，在頻譜有效性和功率有效性之間實現(xiàn)了較好的折衷。

附圖說明

圖1為系統(tǒng)發(fā)送端和接收端框圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例公開了一種同時傳輸三路信號的光OFDM方案。如圖1所示，我們考慮一個OFDM系統(tǒng)中有N個載波，假設(shè)通信信道為加性高斯白噪聲信道。本發(fā)明實施例的方法主要包括如下步驟：

(1)發(fā)送端將PAM-DMT、ACO-OFDM和DCO-OFDM信號合并后發(fā)送。包括為以下步驟：

第一步：原始的串行二進制數(shù)據(jù)比特通過串/并轉(zhuǎn)換分為并行的三路數(shù)據(jù)，每路數(shù)據(jù)比特的具體比例關(guān)系由三路數(shù)據(jù)進行星座映射的星座階數(shù)決定；

第二步：對第一路數(shù)據(jù)進行M_pam階PAM星座映射，然后進行PAM-DMT調(diào)制；

第三步：對第二路數(shù)據(jù)進行M_aco階PAM星座映射，然后放在奇數(shù)子載波的實部上，進行ACO-OFDM調(diào)制；

第四步：對第三路數(shù)據(jù)進行M_dco階PAM星座映射，然后放在偶數(shù)子載波的實部上，進行DCO-OFDM調(diào)制；

第五步：將PAM-DMT、ACO-OFDM和DCO-OFDM三路信號相加合并，對得到的時域信號加循環(huán)前綴，做數(shù)模轉(zhuǎn)換后送至LED燈轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柊l(fā)送。

(2)接收端檢測收到的光信號強度，利用三路信號間的干擾關(guān)系依次檢測出PAM-DMT、ACO-OFDM和DCO-OFDM信號。包括以下步驟：

第一步：接收端檢測收到的光信號強度，對接收信號模數(shù)轉(zhuǎn)換、去除循環(huán)前綴(即定時同步)，得到離散采樣序列信號；

第二步：此信號為三路信號的疊加，可對此序列直接進行PAM-DMT解調(diào)，檢測出PAM-DMT支路的數(shù)據(jù)；

第三步：根據(jù)第二步中PAM-DMT支路的解調(diào)結(jié)果，重建PAM-DMT信號，從接收信號中減去，得到的信號是ACO-OFDM信號與DCO-OFDM信號的疊加；

第四步：對第三步得到的信號直接進行ACO-OFDM解調(diào)，檢測出ACO-OFDM支路的數(shù)據(jù)；

第五步：根據(jù)第四步中ACO-OFDM信號的解調(diào)結(jié)果，重建ACO-OFDM信號，從第三步得到的信號中減去，獲得單純的DCO-OFDM信號；

第六步：對第五步得到的信號進行DCO-OFDM解調(diào)，檢測出DCO-OFDM支路的數(shù)據(jù)。

(3)利用步驟(2)的檢測結(jié)果，以迭代干擾消除的方式進一步提升檢測性能。包括以下步驟：

第一步：根據(jù)已有的ACO-OFDM和DCO-OFDM支路的檢測結(jié)果，重建ACO-OFDM和DCO-OFDM信號，分別從接收信號中減去，獲得單純的PAM-DMT信號；

第二步：對第一步得到的信號做pairwise clipping后，進行PAM-DMT解調(diào),檢測出PAM-DMT支路的數(shù)據(jù)；

第三步：根據(jù)已有的PAM-DMT和DCO-OFDM支路的檢測結(jié)果，重建PAM-DMT和DCO-OFDM信號，分別從接收信號中減去，獲得單純的ACO-OFDM信號；

第四步：對第三步得到的信號做pairwise clipping后，進行ACO-OFDM解調(diào),檢測出ACO-OFDM支路的數(shù)據(jù)；

第五步：根據(jù)已有的PAM-DMT和ACO-OFDM支路的檢測結(jié)果，重建PAM-DMT和ACO-OFDM信號，分別從接收信號中減去，獲得單純的DCO-OFDM信號；

第六步：對第五步得到的信號進行DCO-OFDM解調(diào)，檢測出DCO-OFDM支路的數(shù)據(jù)。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準。