可見光CAP-OFDM傳輸方案

(大連海事大學 信息科學技術學院，遼寧 大連 116026)

1 引 言

基于白光發光二極管(Light Emitting Diode,LED)的可見光通信(Visible Light Communication，VLC)是一種將照明與數據傳輸相結合的新興無線通信技術，其豐富的頻譜資源、良好的保密性和安全性、較低的能耗和成本，對達成“綠色通信”目標有著不可替代的作用。然而，LED器件有限的調制帶寬極大地限制了VLC系統的傳輸速率。為此，許多頻譜高效的調制技術相繼被提出，其中OFDM技術由于具有頻帶利用率高、可有效對抗光無線信道的碼間串擾(Intersymbol Interface,ISI)和LED非線性頻率響應引起的失真等優勢，成為熱點研究技術[1]。

由于VLC系統采用“強度調制/直接檢測(Intensity Modulation/Direct Detection，IM/DD)”技術實現信息傳輸，因此系統中的電信號必須滿足“實、正值”要求。傳統可見光OFDM通常采用正交幅度調制作為基帶調制方案，同時利用快速傅里葉逆/正變換(Inverse Fast Fourier Transform/Fast Fourier Transform，IFFT/FFT)作為核函數來實現多載波調制/解調，本文稱之為QAM-OFDM。然而，由于IFFT/FFT為復函數，IFFT輸入信號需構建Hermitian對稱性(共軛對稱性)形式滿足OFDM實信號要求，再經單極性處理進一步得到實正信號，這便浪費了1倍載波資源。為解決這一問題，文獻[2]提出了一種以脈沖振幅調制作為基帶調制方案，利用快速哈特萊逆/正變換(Inverse Fast Hartley Transform/Fast Hartley Transform，IFHT/FHT)實現信號調制/解調的可見光OFDM傳輸方案，本文稱之為PAM-OFDM，有效簡化了硬件實現結構，減少了運算時間。但僅就單載波頻譜效率而言，PAM-OFDM與QAM-OFDM相比并非是有效方案。

無載波幅度相位調制是貝爾實驗室的研究人員為使QAM調制更利于實現而提出的一種調制技術，其基于希爾伯特變換對的正交性原理設計了一對時域正交的濾波器組替代QAM的正交載波調制，不僅繼承了QAM頻帶利用率高的特點，而且降低了系統復雜度，避免了處理發送端載波同步的問題[3]。……