裝甲車輛DCO-OFDM可見光通信系統(tǒng)性能研究

趙梓旭， 宋小慶， 魏有財， 王慕煜

(陸軍裝甲兵學院控制工程系， 北京 100072)

可見光通信(Visible Light Communication, VLC)具有傳輸效率高、保密性能好、頻譜資源充裕，安全、綠色、無輻射以及有效節(jié)能等優(yōu)點[1]。該技術(shù)采用強度調(diào)制/直接檢測(Intensity Modulate/Direct Detective, IM/DD)的調(diào)制方式，通過正實信號驅(qū)動LED發(fā)光，運用開關(guān)鍵控(On-Off Keying, OOK)和脈沖位置調(diào)制(Pulse Position Modulation, PPM)等單載波調(diào)制技術(shù)，可以有效地進行光通信[2-3]。隨著裝甲車內(nèi)通信速率和帶寬需求不斷增加，車內(nèi)多陣列光源產(chǎn)生的多徑效應(yīng)會引起碼間串擾(Inter Symbol Interference, ISI)。因此，人們開始研究能夠提高帶寬、實現(xiàn)高速率傳輸和抵抗多徑失真的相關(guān)技術(shù)，如均衡、編碼調(diào)制、波分復(fù)用以及多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技術(shù)等。因正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技術(shù)可有效地解決頻率選擇性衰落和窄帶干擾問題，抵抗多徑干擾和提升系統(tǒng)的通信速率[4-5]，且具有較高的頻譜利用率，被廣泛用于VLC系統(tǒng)中。由于VLC系統(tǒng)中LED光源只能傳輸正值信號，因此需對OFDM頻域信號結(jié)構(gòu)進行改進，如直流偏置光正交頻分復(fù)用(DC-biased Optical OFDM, DCO-OFDM)和非對稱限幅光正交頻分復(fù)用(Asymmetrically Clipped Optical OFDM, ACO-OFDM)等。WU等[6]提出了一種自適應(yīng)OFDM調(diào)制系統(tǒng)，采用16-QAM子載波調(diào)制技術(shù)提升了室內(nèi)無線光通信信道的吞吐量。CHEN等[7]對ACO-OFDM與DCO-OFDM光通信系統(tǒng)進行了研究對比，通過對4-QAM調(diào)制技術(shù)下的功率效率、截斷信號的統(tǒng)計學特性和接收端有效的信噪比等參數(shù)進行仿真分析，驗證了OFDM技術(shù)的有效性。SULTAN等[8]通過DCO-OFDM光通信系統(tǒng)的光照約束條件來確定最優(yōu)的直流偏置與信號功率，尋取最優(yōu)誤比特率(Bit Error Rate, BER)性能。上述研究均采用調(diào)制階數(shù)較低的子載波調(diào)制方法，沒有從減小碼間串擾的角度去考慮VLC-OFDM技術(shù)。……