【正文】 OFDM 的性能決定于直流偏置的大小，星座的規(guī)模越大，要求直流偏置也越大，因而增大了功率消耗，限制了其在實際系統(tǒng)的應(yīng)用。由于 ACOOFDM 除了要求發(fā)射端輸入 IFFT 的復(fù)數(shù)向量具有共軛對稱性，而且要求 IFFT 的輸入端的偶數(shù)子載波為零（只有奇數(shù)子載波承載數(shù)據(jù)，偶數(shù)子載波不承載數(shù)據(jù)），只有這樣限幅才不會造成傳輸數(shù)據(jù) 的丟失。 DCOOFDM 與 ACOOFDM 時域信號波形如圖 和 所示。因為 ACOOFDM 系統(tǒng)不需要添加直流偏移量，在對光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制之前，調(diào)制信號的所有負(fù)值都被歸零，通過載波頻率的正確選擇，傳輸數(shù)據(jù)完全可以從這種非對稱削減的信號中恢復(fù)出來，并且不會產(chǎn)生信號頻帶內(nèi)的削減噪聲 。 第 二 節(jié) 研究意義 無線光通信技術(shù)發(fā)展十分迅速， OFDM 系統(tǒng)由于具有許多的優(yōu)勢而 被認(rèn)為是無線光技術(shù)的核心之一 。目前這方重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 面研究仍然較少。相對而言，基于疊加序列的信道估計 技術(shù)將更具競爭力。疊加周期序列的信道估計技術(shù)算法簡單，精度高。疊加周期序列的信道估計基于兩個假設(shè)條件： 系統(tǒng)傳輸?shù)奈粗獢?shù)據(jù)序列滿足均值為零的獨立統(tǒng)計分布 ； 系統(tǒng)的加性噪聲為均值為零的高斯白噪聲，其統(tǒng)計獨立于數(shù)據(jù)信息序列。 1999 年， Peter Hoeher 和 Fredrik Tufvesson 將偽噪聲 (Pseudo Noise， PN)序列作為訓(xùn)練序列，時域疊加在數(shù)據(jù)上，利用 Viterbi 算法首次實現(xiàn)了基于疊加序列的信道估計 [15]。 基于導(dǎo)頻的信道估計方法通過在時域或頻域插入收發(fā)雙方都已知的塊狀或梳狀導(dǎo)頻信息，接收端首先利用導(dǎo)頻恢復(fù)出導(dǎo)頻位置的信道狀態(tài)信息，然后通過內(nèi)插、濾波及變換等方法獲得所有頻段和時段的信道信息；盲信道估計法則不插入導(dǎo)頻信息 ，僅利用系統(tǒng)本身信號的相關(guān)特性獲得信道信息，如相關(guān)函數(shù)、相關(guān)矩陣、線性編碼等統(tǒng)計特性以及發(fā)送信號的固有特性；基于疊加序列的信道估計方法，將一個特殊的序列時域疊加在數(shù)據(jù)序列上，與數(shù)據(jù)同時發(fā)送，接收端經(jīng)過特殊處理，提取出所疊加的序列，估計信道狀態(tài)信息（ Channel State Information， CSI）。 是 ACOOFDM 系統(tǒng) 的關(guān)鍵技術(shù) 。如果信道是線 性的話，那么信道估計就是對系統(tǒng)沖激響應(yīng)進(jìn)行估計。由于 AC 去掉了負(fù)極性信號，原有的信號時鐘恢復(fù)方法如 Schmidl 定時和 Park 定時所構(gòu)造的定時序列在 AC 的 OFDM 系統(tǒng)中性能有所下降，一些學(xué)者正在構(gòu)造不同的新訓(xùn)練序列，來適應(yīng)這種 AC 技術(shù)及研究利用 AC 特有的頻域結(jié)構(gòu)結(jié)合 循環(huán)前綴（ Cyclic Prefix， CP） 來進(jìn)行系統(tǒng)定時 。 2020 年， 提出了基于 Hartley 變換的的 AC 技術(shù)當(dāng)在需要處理的信號全為實數(shù)信號時 Harley 變換具有很大的優(yōu)勢 [13]。 2020 年， 等人提出鑒于光無線信道具有低通濾波器的特性，提出了對于 ACOOFDM 在低頻率上采用高階映射，在高頻率處采用低階調(diào)制的位加載方案。 2020 年， Xia Li 等人比較了 IM/DD 無線 光系統(tǒng)下 ACOOFDM 與脈位調(diào)制(Pulse Position Modulation， PPM)，得出 ACOOFDM 由于調(diào)制數(shù)據(jù)的相關(guān)性使信道容量稍小，但是它有很多優(yōu)勢，如功率效率及抗多徑干擾的能力等 [10]。直流偏置的 OFDM 意味著較高的平均光功率和較低的調(diào)制深度。這樣可以將雙極性的信號小于零的部分置零，解調(diào)后除有用信息的幅度變?yōu)樵瓉淼?1/2 外，其它信息不受任何影響。當(dāng)調(diào)制數(shù)據(jù)在 逆快速傅里葉變換（ IFFT） 前具有 Hermitian 對稱結(jié)構(gòu)時，生成的 OFDM 信號全為實值信號，用于解決復(fù)值信號的問題。 從已經(jīng)發(fā)表的論文 來看 ，研究主要集中在以下兩個方面。 光 OFDM 系統(tǒng)可以在現(xiàn)有光傳輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建出高速率、低成本、長距離的光傳輸網(wǎng)絡(luò) ,是實現(xiàn)下一代超高速長距離光傳輸?shù)臐撛诩夹g(shù)之一 。近年來， OFDM 技術(shù)開始應(yīng)用于雙向無線數(shù)據(jù)領(lǐng)域，尤其是在廣播方式下的音頻和視頻領(lǐng)域，并且得到了很好的發(fā)展。這些年，由于數(shù)字信號處理 技術(shù)取得了快速的發(fā)展， OFDM 技術(shù)也取得了廣泛的關(guān)注。 OFDM 是一種無線環(huán)境下的多載波并行傳輸技術(shù)，具有高效的頻譜利用率、優(yōu)良的抗窄帶干擾和多徑衰落能力。 OFDM 技術(shù)引入到光通信中，融合了無線 OFDM 技術(shù)和光通信的優(yōu)點，應(yīng)用于無線光通信系統(tǒng)、多模光纖通信系統(tǒng)、塑料光纖通信系統(tǒng)以及單模光纖通信系統(tǒng)。 1999 年 ， 在 IEEE802． 1la 通過的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中 ， OFDM 技術(shù)開始作為調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于物理層 。將無線通信領(lǐng)域中成熟的OFDM 技術(shù)引入到光通信中是目前實現(xiàn)高速光通信的 一個研究熱點。 OFDM 技術(shù)在光通信中的應(yīng)用 由于各種數(shù)據(jù)、視頻業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展 ， 人類社會對于信息傳輸帶寬的需求以驚人的速度高速增長。 S. C. J. Lee 等人于 2020 年和 2020 年通過實驗分別實現(xiàn)了 直流偏置光正交 頻 分 復(fù) 用 （ Direct Currentbiased Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing，DCOOFDM） 在多模光纖中以 24Gbps 的速率 無中繼傳輸 730m[6]，在塑料光纖中的傳輸速率達(dá)到了 1Gbps[7]。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 2020 年， J. M. Tang 等人提出并驗證了自適應(yīng)調(diào)制光正交頻分復(fù)用（ Adaptively Modulated Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing， AMOOFDM） [5]技術(shù)的可行性。在無線光通信系統(tǒng)中， OFDM 信號也必須由光強(qiáng)度信號表示，這就意味著調(diào)制信號必須是非負(fù)的實信號。 1966 年 ， 在 的一篇開創(chuàng)性論文 [3]中首次提出了 OFDM 的概念，但由于當(dāng) 時 條件有限， OFDM 一直只被軍事應(yīng)用領(lǐng)域所關(guān)注，而且較多的研究都是圍繞著傳統(tǒng)的射頻（ Radio Frequency， RF） OFDM 系統(tǒng) 。 從表 中我們可以看出， 在傳統(tǒng) OFDM 系統(tǒng)中， 信息承載于電信號，該信號是雙極性復(fù)信號，接收端利用本地振蕩器產(chǎn)生本振信號進(jìn)行相干接收；而在傳統(tǒng)的強(qiáng)度調(diào)制直接檢測光通信系統(tǒng)中，所需傳輸?shù)男畔⒂晒庑盘柕膹?qiáng)度表示，這只能是非負(fù)單極性實信號，光接收機(jī)不需要激光器生成本振信號進(jìn)行相干檢測，而是利用平方律探測器直接檢測光信號強(qiáng)弱即可。直到最近幾年，隨著 人們對 通信速率需求的增加，以及數(shù)字信號處理（ Digital Signal Processing， DSP）技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)了 OFDM 技術(shù)在光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。在頻譜寬度相同的情況下， OFDM 系統(tǒng) 比 頻分復(fù)用（ Frequency Division Multiplexing ， FDM）技 術(shù)和光系統(tǒng)中的波分復(fù)用（ Wavelength Division Multiplexing， WDM）技術(shù) 具有更多的子載波數(shù)目，因而具有更高的頻譜利用率。 OFDM 的子載波在一個 OFDM 符號周期內(nèi)是數(shù)學(xué)正交的，可以通過快速傅立葉 逆 變換（ Inverse Fast Fourier Transform， IFFT）和快速傅立葉變換（ Fast Fourier Transform， FFT）有效地實現(xiàn)復(fù)用和解復(fù)用。 由于 WO 通信設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、價格低，不受帶寬限制，傳輸速率高，安全性好，更適合短距離高速無線接入，前景廣闊，所以近年來， WO 技術(shù)發(fā)展 十分 迅速。 WO技術(shù) 被廣泛的 的應(yīng)用 到我們的現(xiàn)實生活中 ， 如 飛機(jī)客艙、火車車廂以及巴士車廂等交通工具內(nèi)和商店、機(jī)場以及博物館等公共場所，通過紅外線（ Infrared Ray， IR）或LED 可見光接入點為用戶提供寬帶接入。 在光通信中， 無線光技術(shù)可以 用于 傳輸 高速率數(shù)據(jù) ， 實現(xiàn)視距（ LineofSight，LOS）和散射即非視距（ NonLineofSight， NLOS）鏈路的寬帶接入。 無線光 （ Wireless Optical， WO） 通信技術(shù) 作為 一種寬帶無線接入技術(shù)，是光通信技術(shù)和無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以光信號為載體，通過大氣空間傳送信息。 隨著信息化社會的到來，通信技術(shù)也得到了日新月異的發(fā)展 ，人們 對傳輸速率的要求越來越高 。 因此ACOOFDM 系統(tǒng)中基于疊加序列的信道估計技術(shù)的研究具有 更 重要的意義 。 根據(jù)是否需要利用額外的數(shù)據(jù) ， 信道估計可以分為：盲信道估計、導(dǎo)頻輔助的信道估計及基于疊加序列的信道估計。 ACOOFDM 技術(shù)除具備OFDM 技術(shù)的 特點 外， 還具有 抗 多徑傳輸能力強(qiáng)，功率效率高和安全性好，星 座選擇靈活，系統(tǒng)容量大等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用到無線光通信系統(tǒng)中。 ACOOFDM 不需要添加直流偏移量，在對光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制之前，調(diào)制信號的所有負(fù)值都被歸零，通過載波頻率的正確選擇，傳輸數(shù)據(jù)完全可以從這種非對稱削減的信號中恢復(fù)出來，并且不會產(chǎn)生信號頻帶內(nèi)的削減噪聲 。 正交頻分復(fù)用（ Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM） 技術(shù) 由于 方便地與多種多址接入技術(shù)相結(jié)合 ， 可用高階的數(shù)字調(diào)制方式 ， 有高的數(shù)據(jù)傳輸速率 ，有效地克服信道延遲產(chǎn)生的符號間干擾 等特點， 被認(rèn)為是無線光技術(shù)的核心之一 。t need the extra frequency and time slot to transmit the known training sequence, that ensure the transmission efficiency of the system, also the plexity of algorithm is low, the time power allocation is relatively flexible. It has significant advantages. Combined with the theoretical analysis and puter simulation, it shows that the performance of channel estimation method has a close relationship among the number of system subcarrier, the power allocation factor and SNR. If the power allocation factor remain the same, with the increase of system subcarrier number, the MSE decreasing, the estimation performance better. With the increment of power allocation factor and the energy of training sequences, the better the performance of channel estimation, the higher accuracy, and proving the effectiveness of the proposed algorithm. 【 Key words】 asymmetrically clipped opticalorthogonal frequency division multiplexing superimposed training sequence channel estimation arithmetic 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） III 目 錄 摘 要 .................................................................................................................................... I ABSTRACT .......................................................................................................................... II 目 錄 ..................................................................................................................................III 前 言 ................................................................................................................................... 1 第一章 緒論 ................................................................................................