一種dco-ofdm直流偏置和子載波功率的優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種DCO?OFDM直流偏置和子載波功率的優(yōu)化方法，適用于非平坦信道，該方法針對非平坦信道下DCO?OFDM的三種受限情況：光功率受限、電功率受限及光功率和電功率均受限，分別提出一個與直流偏置和子載波有效功率相關(guān)的中間變量；根據(jù)中間變量得到優(yōu)化的直流偏置和子載波有效功率，之后通過優(yōu)化的直流偏置和子載波有效功率進一步優(yōu)化歸一化子載波功率，形成迭代模型。根據(jù)非平坦信道下DCO?OFDM系統(tǒng)要求的通信質(zhì)量設(shè)置最大迭代次數(shù)N，滿足最大迭代次數(shù)時終止迭代過程，得到最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)子載波功率。本發(fā)明能夠在減少運算量的前提下，得到非常接近全局最優(yōu)算法優(yōu)化后的DCO?OFDM性能，且能適用于多種受限情況，實用性較高。
【專利說明】
一種DGO-OFDM直流偏置和子載波功率的優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[00011本發(fā)明涉及可見光通信領(lǐng)域，尤其是一種DC0-0FDM直流偏置和子載波功率的優(yōu)化 方法，該方法適用于非平坦信道。
【背景技術(shù)】
[0002] 可見光通信(VLC)是一種新興的接入技術(shù)，兼顧了照明和通信，能滿足高速數(shù)據(jù)業(yè) 務(wù)，擁有包括成本低廉，綠色安全，保密性好，易于實現(xiàn)，電磁兼容性好在內(nèi)的眾多優(yōu)勢。和 傳統(tǒng)射頻無線通信不同的是，可見光通信使用強度調(diào)制直接檢測（頂/DD)，即發(fā)射端用光強 表示信號幅度，接收端檢測光強來收取信號。發(fā)射端通過LED將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘枺ㄟ^ 信道傳播后，在接收端通過光電二極管將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，用于解調(diào)電路處理。由于發(fā) 送信號載體為光強，因而要求發(fā)送信號必須是非負實數(shù)。
[0003] 為了達到更高的速率，目前可見光系統(tǒng)使用的頻帶越來越寬。而由于實際光電器 件的特性，信道往往不平坦，一般具有明顯的低通特性。在單載波通信系統(tǒng)中，接收端的信 道均衡需要巨大的計算量，實現(xiàn)成本較高。因而大量寬帶可見光通信系統(tǒng)采用正交頻分復(fù) 用技術(shù)（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，簡稱0FDM)作為有效解決方案。 將OFDM技術(shù)和可見光通信技術(shù)相結(jié)合，使其兼?zhèn)淞丝梢姽馔ㄐ藕投噍d波技術(shù)的優(yōu)勢，是一 種具有較高研究意義和實用價值的技術(shù)。但是由于發(fā)送信號必須為非負實數(shù)，傳統(tǒng)射頻中 的多載波技術(shù)需要改進才能應(yīng)用到可見光通信領(lǐng)域。直流偏置正交頻分復(fù)用多載波技術(shù) (Direct-Current-Biased Optical 0FDM，簡稱DC0-0FDM)作為諸多改良方案中的一種，相 比于其他方案具有頻譜效率高的優(yōu)勢。DC〇-(FDM在發(fā)送信號上疊加了直流分量，將疊加后 仍小于零的部分削去，從而使得雙極性信號變成了單極性信號，以滿足可見光通信中信號 非負性的條件。
[0004] 在非平坦信道下DC0-0FDM系統(tǒng)中，直流偏置可以調(diào)節(jié)，但并不傳輸信號。過大的直 流偏置會浪費能量，導(dǎo)致系統(tǒng)功率利用率降低;而過小會導(dǎo)致信號嚴重畸變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種DC0-0FDM直流偏置和子載波功 率的優(yōu)化方法。
[0006] 技術(shù)方案:本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種DC0-0FDM直流偏置和子載波功率的優(yōu) 化方法，該方法適用于非平坦信道，包括以下步驟：
[0007] 步驟1:根據(jù)非平坦信道下DC0-0FDM系統(tǒng)要求的通信質(zhì)量設(shè)置最大迭代次數(shù)N;設(shè) 子載波總數(shù)為2K，歸一化子載波功率為丨丨，其中k=[l，2,. . .，K]，n = l;
[0008] 步驟2:求解歸一化子載波功率對應(yīng)的最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率 Ρ(η)；
[0009] 步驟3:根據(jù)步驟2中得到的最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率優(yōu)化歸一化子 載波功率，得到優(yōu)化后的歸一化子載波功率丨丨;令n = n+l，判斷n>N是否成立;若判斷 結(jié)果為是，則輸出最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率^^力，并根據(jù)得到子載波功率為：
[0011] 若判斷結(jié)果為否，則返回步驟(2)。
[0012] 進一步的，所述步驟2中求解歸一化子載波功率對應(yīng)的最優(yōu)直流偏置和 最優(yōu)有效功率的方法為：
[0013] (2-1)判斷非平坦信道下DC0-0FDM處于光功率受限、電功率受限還是電功率和光 功率均受限，根據(jù)判斷結(jié)果定義一個中間變量y = x-f (Χ)/Τ (X)并構(gòu)建迭代模型，所述迭代 模型的迭代步驟為：
[0014] (a)計算yzx-fXx)/;^ (X);
[0015] (b)令x = 0,求取x = 0時y的值;給定計算精度ε，計算|y-x|，如果|y-x| <ε，進入步 驟(d)，否則，進入步驟(c);
[0016] (c)令x = y，返回步驟(a);
[0017] (d)輸出 y;
[0018] (2-2)根據(jù)y計算最優(yōu)直流偏置最優(yōu)有效功率。
[0019] 進一步的，根據(jù)步驟(2-1)的判斷結(jié)果構(gòu)建迭代模型以及根據(jù)y計算最優(yōu)直流偏置 和最優(yōu)有效功率@(4的方法為：
[0020] (3-1)若步驟(2-1)的判斷結(jié)果為非平坦信道下DC0-0FDM處于光功率受限，則獲取 DC0-0FDM的最大光功率P。, max，并令：
[0021] 其中：
，γ〇,Α為非平坦信道下DC0-0FDM在光功率受限情況 下的有效光信噪比，m為有效子載波數(shù)，^為DC0-0FDM噪聲功率，{Hk}為DC0-0FDM信道系數(shù)， g(x)為正態(tài)分布函數(shù)：
；Q(x)為Q函數(shù)：
[0022] (3-2)將/(x) = (l-U)[g(x)-x2(x)] + x 代入 yi-fW/TU)進行迭代并輸出 y;
[0023] (3-3)根據(jù)步驟(3-2)輸出的y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率分別為：
[0026] 其中，p〇(x) = g(x)-xQ(x)。
[0027] 進一步的，根據(jù)步驟(2-1)的判斷結(jié)果構(gòu)建迭代模型以及根據(jù)y計算最優(yōu)直流偏置 方和最優(yōu)有效功率#^^的方法為：
[0028] (4-1)若步驟(2-1)的判斷結(jié)果為非平坦信道下DC0-0FDM處于電功率受限，則獲取 非平坦信道下DCO-OFDM在電功率受限時的最大電功率，并令 [0029 ] f(x) = g(x) + χ[1 - Q(x)] + γ~1Αχ
[0030]
，γ e,A為非平坦信道下DC0-0FDM在電功率受限情 況下的有效電信噪比，m為有效子載波數(shù)，crj為DC0-0FDM噪聲功率，{Hk}為DC0-0FDM信道系數(shù)，g (X)為正態(tài)分布函數(shù)：
';Q(x)為Q函數(shù)：
[0031 ] (4-2)將/〇：) = + 41 - 000] + 代入y = x-f (X)/f'（X)進行迭代并輸 出y;
[0032] (4-3)根據(jù)步驟(4-3)輸出的y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率^?)分別為：
[0035] 其中，Pe(x)=-xg(x) + (l+x2)Q(x)。
[0036] 進一步的，根據(jù)步驟(2-1)的判斷結(jié)果構(gòu)建迭代模型以及根據(jù)y計算最優(yōu)直流偏置 和最優(yōu)有效功率的方法為：
[0037] (5-1)若步驟(2-1)的判斷結(jié)果為非平坦信道下DC0-0FDM處于光功率和電功率均 受限，則獲取非平坦信道下DC0-0FDM在電功率和光功率均受限時的最大光功率.P^ax和最 大電功率;
[0038] ( 5-2 ) ^ f{x) = (l - r〇!eo )[^(χ) - χ0(^)] + ^ ?
[0039]
，y〇,e。為非平坦信道下DC0-0FDM在電功率 和光功率均受限情況下的有效光信噪比;m為有效子載波數(shù)，4為DC0-0FDM噪聲功率，{Hk} 為DC0-0FDM信道系數(shù)，g(x)為正態(tài)分布函數(shù)：
；_Q(x)為Q函數(shù)：
[0040]將/(X) = f 1 -磁(·^)] + Λ代入y=x_f (X)/f' (X)進行迭代并輸出y，令 = J ；
[0041 ] (5-3)= g(x) + x[l - β(χ)3 + γ^χ,
[0042]
γ e,e。為非平坦信道下DC0-0FDM在電功率 和光功率均受限情況下的有效電信噪比；
[0043] 將/(Λ：)=容(X) + X[1 - 0(：0 ] + 代入y = x_f (X) /f (X)進行迭代并輸出 y，令
[0044] (5-4)計算 yint = argxfe〇(x) =0,其中，
[0046] p〇(x) = g(x)-xQ(x)
[0047] pe(x) =-xg(x) + (l+x2)Q(x)
[0048] 根據(jù)yint、：C和：C得到光功率和電功率均受限情況下迭代模型的輸出變量y為：
[0050] (5-5)根據(jù)步驟(5-4)輸出的y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率#*)分別為：
[0053]優(yōu)選的，所述步驟3中根據(jù)步驟2中得到的最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率>(?) 優(yōu)化歸一化子載波功率的方法為:注水功率分配法或等功率分配法。
[0054]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0055] 1、本發(fā)明能夠快速計算出最優(yōu)直流偏置和每個子載波功率大小，并且考慮多種實 際中可能出現(xiàn)的情況，包括:僅存在光功率限制，僅存在電功率限制和兩者同時存在的情 況，因而本發(fā)明具有較強的實用價值。
[0056] 2、本發(fā)明通過對DC0-0FDM系統(tǒng)及其中的非線性過程建模，抽象出該問題的數(shù)學(xué)形 式。該問題是一個復(fù)雜的高度非線性的非凸優(yōu)化問題，可能存在多個局部極大值。本發(fā)明基 于對該問題的等價變換和合理近似，設(shè)計了相應(yīng)的算法大大減小了計算量，而系統(tǒng)性能接 近最優(yōu)。
[0057] 3、本發(fā)明不需要改變系統(tǒng)硬件等外部條件，僅通過簡單的計算，就能大大提升系 統(tǒng)性能。采用本快速優(yōu)化算法得到的直流偏置大小和子載波功率大小能夠達到接近于采用 全局最優(yōu)解的性能。
【附圖說明】
[0058] 圖1為實施例中DC0-0FDM系統(tǒng)的發(fā)射器框圖；
[0059] 圖2為實施例中DC0-0FDM系統(tǒng)的接收器框圖；
[0060] 圖3為在誤比特率為10-5、光功率受限的情況下，本發(fā)明提供的方法與全局最優(yōu)算 法(暴力搜索）以及未優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率對比示意圖；
[0061] 圖4為在誤比特率為10-5、電功率受限的情況下，本發(fā)明提供的方法與全局最優(yōu)算 法(暴力搜索）以及未優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率對比示意圖；
[0062] 圖5為在誤比特率為10-5、光功率和電功率同時受限的情況下，發(fā)明提供的方法與 全局最優(yōu)算法(暴力搜索）以及未優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率對比示意圖。
【具體實施方式】
[0063]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0064]實施例：圖1為D⑶-0FDM系統(tǒng)的發(fā)射器框圖。設(shè)本實施例中DC0-0FDM系統(tǒng)中子載波 總數(shù)為2K，歸一化子載波功率的初始值為{yk}，設(shè)第k個子載波通過本發(fā)明所提供的方法進 行調(diào)制并且進行功率分配得到符號S k，該子載波上功率為E[ | Sk |2]。由于光通信要求輸出信 號為實數(shù)，因而信號需要滿足*^=S^_dPSQ = SK = 0。由于& =式0帶來的對稱性，所以在 本實施例中只考慮子載波Sk，k=l，. . .，K-1的功率。經(jīng)過快速離散傅立葉反變換（IFFT)得 到時域信號sn。然后在時域信號sn上疊加大小為Bd。的直流分量得到sd c,n=Sn+Bd。，并將信號 疊加直流分量后仍然小于零的部分削去以滿足非負性要求，即~ι ιρ,η=~ιιρ,ηιι(~1ιρ, η)，其 中u(scaip,n)是單位階躍函數(shù)。最后，數(shù)字信號~ 1ιρ,η通過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)化器(D/A)和LED得到信 號sdc^t)。而sdjt)的光功率和電功率都是受限的。認為輸出信道的光功率大小為Ρ〇 = Ε[^。 ⑴]，電功率大小為。而實際中由于受硬件，能量效率和人眼安全等限制，光 功率和電功率都受限，g卩PQ = E[sdc(t)]彡Ρ_χ和
[0065]圖2所示為DC0-0FDM系統(tǒng)的接收器框圖。DC0-0FDM接收機工作過程如下:接收到的 光信號通過光電二極管(Photodiode，簡稱TO)和低噪聲放大器(LNA)得到電信號。將信道中 所有噪聲等效到低噪放之后，記作n(t)，認為n(t)是方差為g的高斯隨機過程，σ?即為非 平坦信道下DC0-0FDM系統(tǒng)的噪聲功率。通過抗混疊濾波器和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)化器(A/D)得到數(shù) 字信號。接著，通過快速離散傅立葉變換(FFT)得到每個子載波上的信號。結(jié)合發(fā)射端每個 子載波功率大小，直流偏置大小和信道系數(shù)，通過單載波均衡技術(shù)將每個子載波的符號解 調(diào)得到接收比特。
[0066] 下面結(jié)合上述較優(yōu)實施例和給定具體參數(shù)對本發(fā)明作進一步說明。
[0067] ( -）以可見光通信系統(tǒng)中較常見的光功率受限為例，以系統(tǒng)速率最大化為目標， 計算最優(yōu)的直流偏置Bd。^和子載波功率·(pph。
[0068]具體實施步驟如下：
[0069] (1)參數(shù)設(shè)置:根據(jù)非平坦信道下DC0-0FDM系統(tǒng)要求的通信質(zhì)量設(shè)置最大迭代次 數(shù)N;歸一化子載波功率為，其中k = [ 1，2，. . .，K]，η = 1;獲取DCO-OFDM系統(tǒng)在光功率 受限時的最大光功率P。，m a x，系統(tǒng)的噪聲功率σ"2 ;定義標準正態(tài)分布函數(shù)
[0070] (2)計算(X)，其中，
[0073]式中，γ 〇,Α為非平坦信道下DC0-0FDM在光功率受限情況下的有效光信噪比；
[0074] (3)令X = 0，求取X = 0時y的值;給定計算精度ε，計算| y-χ |，如果| y-χ | < ε，進入步 驟(5)，否則，進入步驟(4);
[0075] (4)令 x = y，返回步驟（2);
[0076] (5)輸出y，并根據(jù)y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率
[0079] 其中，Pci(x) = g(x)-xQ(x)。
[0080] (6)根據(jù)步驟(5)中得到的最優(yōu)直流偏置忍和最優(yōu)有效功率通過注水功率 分配法或等功率分配法優(yōu)化歸一化子載波功率，得到優(yōu)化后的歸一化子載波功率令 n = n+l，判斷n>N是否成立;若判斷結(jié)果為是，則輸出最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率 ,并根據(jù)#W得到子載波功率為：
[0082] 若判斷結(jié)果為否，則返回步驟(2)。
[0083]圖3為在誤比特率為10-5、光功率受限的情況下，本發(fā)明提供的方法與全局最優(yōu)算 法(暴力搜索）以及未優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率對比示意圖?？梢缘弥?，在光功率受限的情況下， 通過本發(fā)明提出的方法進行優(yōu)化后的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率明顯高于未優(yōu)化的系統(tǒng)，優(yōu)化后的系 統(tǒng)性能非常接近于全局最優(yōu)算法。而使用暴力搜索等算法得到的全局最優(yōu)解，其計算量遠 遠大于本發(fā)明所提出的方法。
[0084](二）以可見光通信系統(tǒng)中較電功率受限為例，以系統(tǒng)速率最大化為目標，計算最 優(yōu)直流偏置和子載波功率。
[0085]具體實施步驟如下：
[0086] (1)獲取非平坦信道下DC0-0FDM在電功率受限時的最大電功率Pe, max;
[0087] (2)計算yzx-fXx)/;^ (x)，其中，

[0090]式中，γ e,A為非平坦信道下DC0-0FDM在電功率受限情況下的有效電信噪比；
[0091 ] (3)令X = 0，求取X = 0時y的值;給定計算精度ε，計算| y-x |，如果| y-x | < ε，進入步 驟(5)，否則，進入步驟(4);
[0092] (4)令 x = y，返回步驟(2);
[0093] (5)輸出y，并根據(jù)y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率
[0096] 其中，pe(x)=-xg(x) + (l+x2)Q(x)。
[0097] (6)利用步驟(5)求出的最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率通過注水功率分 配法或等功率分配法優(yōu)化歸一化子載波功率得到優(yōu)化后的歸一化子載波功率令η = η+1，判斷η>Ν是否成立;若判斷結(jié)果為是，則輸出最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率 ,并根據(jù)彡W得到子載波功率為：
[0099] 若判斷結(jié)果為否，則返回步驟(2)。
[0100] 圖4為在誤比特率為10-5、電功率受限的情況下，本發(fā)明提供的方法與全局最優(yōu)算 法(暴力搜索）以及未優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率對比示意圖。在電功率受限的情況下，通過本發(fā) 明提出的方法進行優(yōu)化后的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率明顯高于未優(yōu)化的系統(tǒng)，優(yōu)化后的系統(tǒng)性能非 常接近于全局最優(yōu)算法。
[0101] (三）以可見光通信系統(tǒng)中電功率和光功率均受限為例，以系統(tǒng)速率最大化為目 標，計算最優(yōu)直流偏置Bdc^和子載波功率。
[0102] 具體步驟為：
[0103] (1)獲取非平坦信道下DC0-0FDM在電功率和光功率均受限時的最大光功率 和最大電功率;
[0104] (2)計算 yzx-fXd/TU)，其中，
[0107]式中，γ。,6。為非平坦信道下DC0-0FDM在電功率和光功率均受限情況下的有效光 信噪比；
[0108]令χ = 0,求取χ = 0時y的值;給定計算精度ε，計算I y-x I，如果I y-x I <ε，輸出y，并 令= J;否則，令x=y，帶入(χ)進行下一輪計算；
[0110]
，ye,e。為非平坦信道下DC0-0FDM在電功率 和光功率均受限情況下的有效電信噪比；
[0111] 令x = 0,求取x = 0時y的值;給定計算精度ε，計算I y-χ I，如果I y-χ I <ε，輸出y，并 令否則，令x=y，帶入y=x_f(x)/ f/ (χ)進行下一輪計算；
[0112] (4)計算 yint = argxfe〇(x) =0,其中，
[0114] p〇(x) = g(x)-xQ(x)
[0115] pe(x) =-xg(x) + (l+x2)Q(x)
[0116] 根據(jù)得到光功率和電功率均受限情況下迭代模型的輸出變量y為：
[0118] (5)根據(jù)步驟(4)得到的y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率分別為：
[0121] (6)利用步驟(5)求出的最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率#~)，通過注水功率分 配法或等功率分配法優(yōu)化歸一化子載波功率，得到優(yōu)化后的歸一化子載波功率令η = η+1，判斷η>Ν是否成立；若判斷結(jié)果為是，則輸出最優(yōu)直流偏置5&)和最優(yōu)有效功率 ，并根據(jù)得到子載波功率為：
[0123] 若判斷結(jié)果為否，則返回步驟(2)。
[0124] 圖5所示為在誤比特率為10-5、光功率和電功率同時受限的情況下，發(fā)明提供的方 法與全局最優(yōu)算法(暴力搜索）以及未優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率對比示意圖。由圖可知，在光功 率和電功率均受限的情況下，通過本發(fā)明提出的方法進行優(yōu)化后的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率明顯高 于未優(yōu)化的系統(tǒng)，優(yōu)化后的系統(tǒng)性能非常接近于全局最優(yōu)算法。
[0125]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種DCO-OFDM直流偏置和子載波功率的優(yōu)化方法，適用于非平坦信道，其特征在于， 該方法包括以下步驟： 步驟1:根據(jù)非平坦信道下DCO-OFDM系統(tǒng)要求的通信質(zhì)量設(shè)置最大迭代次數(shù)N;設(shè)子載 波總數(shù)為2K，歸一化子載波功率為其中k=[l，2,. . .，K]，n = l; 步驟2:求解歸一化子載波功率{^Λ)}對應(yīng)的最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率 步驟3:根據(jù)步驟2中得到的最優(yōu)直流偏置^^?和最優(yōu)有效功率優(yōu)化歸一化子載波 功率，得到優(yōu)化后的歸一化子載波功率令η = η+1，判斷η>Ν是否成立;若判斷結(jié)果為 是，則輸出最優(yōu)直流偏置忍￡)和最優(yōu)有效功率,并根據(jù)得到子載波功率為：若判斷結(jié)果為否，則返回步驟(2)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種DCO-OFDM直流偏置和子載波功率的優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟2中求解歸一化子載波功率丨對應(yīng)的最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率 多(《)的方法為： (2-1)判斷非平坦信道下DCO-OFDM處于光功率受限、電功率受限還是電功率和光功率 均受限，根據(jù)判斷結(jié)果定義一個中間變量y=χ-f (X)/f7 (X)并構(gòu)建迭代模型，所述迭代模型 的迭代步驟為： (a) 計算Y = X-If(X)Af7 (X); (b) 令X = 0,求取X = O時y的值;給定計算精度ε，計算|y-x I，如果I y-χ I <ε，進入步驟 (d)，否則，進入步驟(C); (c) 令x = y，返回步驟(a); (d) 輸出y; (2-2)根據(jù)y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率彡。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種DCO-OFDM直流偏置和子載波功率的優(yōu)化方法，其特征在 于，根據(jù)判斷結(jié)果構(gòu)建迭代模型以及根據(jù)y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率的 方法為： (3-1)若步驟(2-1)的判斷結(jié)果為非平坦信道下DCO-OFDM處于光功率受限，則獲取DCO-OFDM的最大光功率P〇,max1 rn 其中。,A為非平坦信道下DCO-OFDM在光功率受限情況 下的有效光信噪比，m為有效子載波數(shù)，σ；；為DCO-OFDM噪聲功率，{Hk}為DCO-OFDM信道系數(shù)，g (X)為正態(tài)分布函數(shù)(3-2)將進行迭代并輸出y; (3-3)根據(jù)步驟(3-2)輸出的y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率彡分別為：其中，ρ〇(χ) =g(x)-xQ(x)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種DCO-OFDM直流偏置和子載波功率的優(yōu)化方法，其特征在 于，根據(jù)判斷結(jié)果構(gòu)建迭代模型以及根據(jù)y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率的 方法為： (4-1)若步驟(2-1)的判斷結(jié)果為非平坦信道下DCO-OFDM處于電功率受限，則獲取非平 坦信道下DCO-OFDM在電功率受限時的最大電功率Pe3, max，并令S A為非平坦信道下DCO-OFDM在電功率受限情況 下的有效電信噪比，m為有效子載波數(shù)，of為0〇)-0?01噪聲功率，{迅}為0?)-0?01信道系數(shù)， g(x)為正態(tài)分布函數(shù)(4-2)求代入Y = X-F(X)/;^ (X)進行迭代并輸出y; (4-3)根據(jù)步驟(4-3)輸出的y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率//4分別為：其中，Pe(X) =-Xg(X) + (l+X2)Q(X)。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種DCO-OFDM直流偏置和子載波功率的優(yōu)化方法，其特征在 于，根據(jù)判斷結(jié)果構(gòu)建迭代模型以及根據(jù)y計算最優(yōu)直流偏置和最優(yōu)有效功率的 方法為： (5-1)若步驟(2-1)的判斷結(jié)果為非平坦信道下DCO-OFDM處于光功率和電功率均受限， 則獲取非平坦信道下DCO-OFDM在電功率和光功率均受限時的最大光功率和最大電功(5-2) 其中， 平坦信道下DCO-OFDM在電功率和光功率于，所述步驟3中根據(jù)步驟2中得到的最優(yōu)直流偏置萬]?和最優(yōu)有效功率優(yōu)化歸一化子 載波功率的方法為:注水功率分配法或等功率分配法。
【文檔編號】H04B10/564GK106027146SQ201610261170
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】王家恒, 凌昕彤, 梁霄, 張俊, 趙春明
【申請人】東南大學(xué)