ACO-OFDM系统信道估计算法的研究毕业设计论文
OFDM系统的信道估计技术讨论
OFDM系统的信道估计技术讨论
OFDM（正交频分复用）是一种广泛应用于现代通信系统中的调制技术，它具有高效率、抗多径衰落干扰和抗频率选择性衰落干扰等优点。
在OFDM系统中，信道估计是一项关键技术，用于通过估计信道的时变特性来提高系统性能。
信道估计技术在OFDM系统中的作用主要有两个方面：一是将信道状态信息反馈给发送端，用于实现信道编码和自适应调制等技术；二是用于接收端的信号检测和解码。
1.导频插入法：导频插入法是OFDM系统中最简单直接的信道估计方法。
它将已知的导频序列插入到发送数据中，接收端通过观测导频序列和接收到的信号，来估计信道的时变特性。
导频插入法虽然简单易实现，但由于导频序列的插入会导致传输效率的下降。
2.最小二乘法：最小二乘法是一种基于误差最小化的信道估计方法。
通过解决最小二乘问题，可以得到信道估计的最优解。
最小二乘法能够适应多种信道环境，但对于非线性和非高斯信道效果有限。
3.线性插值法：线性插值法是一种基于线性插值的信道估计方法。
它通过已知导频序列的线性插值，来实现对未知导频位置和连续频谱的信道估计。
线性插值法具有较好的估计性能，但对于高速移动和快速衰落的信道环境效果较差。
4.基于子载波信道估计：OFDM系统中的子载波可以看作是一个独立的小带宽信道。
基于子载波信道估计方法通过对每个子载波上的信号进行估计，得到整个信道的估计。
基于子载波信道估计方法可以通过频域信道估计和时间域信道估计两种方式实现。
基于OFDM技术的无线通信系统的信道估计的毕业设计
基于OFDM技术的无线通信系统的信道估计的研究毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：目录1绪论 (1)1.1 研究内容及背景意义 (1)1.2 本论文所做的主要工作 (2)2 OFDM系统简介 (3)2.1 单载波通信与多载波通信 (3)2.2 OFDM基本原理 (5)2.3 OFDM的优缺点 (6)2.4 OFDM系统的关键技术 (7)3 OFDM信道估计及其性能仿真 (9)3.1 信道估计概述 (9)3.2 信道估计的目的 (10)3.3 OFDM信道特性 (10)3.4 信道估计方法 (13)3.4.1 插入导频法信道估计 (13)3.4.2 最小平方(LS)算法 (15)3.4.3 最小均方误差估计(MMSE) (17)3.4.4 线性最小均方误差(LMMSE)算法 (19)3.4.5 基于DFT变换的信道估计 (20)3.5性能比较与分析 (21)4 改进的DFT算法及其性能仿真 (25)4.1 算法简介 (25)4.2 性能仿真 (26)5 结论与展望 (33)参考文献............................................................................... 错误！未定义书签。
OFDMA论文(正文)
1毕业设计（论文）OFDMA上行链路同步算法实现及其仿真系别电子信息系专业名称通信工程班级学号4080907学生姓名张万水指导教师刘福来2012年6月15日摘要正交频分复用多址接入（OFDMA）是以OFDM为基础的多用户接入技术，在利用OFDM对信道进行子载波化后，在部分子载波上加载传输数据的传输技术，作为IEEE802.16e的主流技术，必将图东整个蜂窝移动通信的发展。
OFDMA系统在继承了OFDM技术优点的同时，也继承了OFDM对同步误差敏感和具有较高的峰均功率比（PARP）等缺点。
在OFDMA系统中，同步误差不仅仅会破坏子载波之间的正交性，造成ICI和ISI,而且还引入多址干扰（MAI），因此同步对OFDMA系统来言显得尤为重要。
本文主要研究基于IEEE802.16e的OFDMA上行链路的同步技术，希望以此来实现替代原来上行链路技术中的SC-FDMA，最终能使上下行链路都是用OFDMA技术，这样更有利于提高频谱的利用率和传输效率，对现代通信技术的发展具有极其重要的意义。
本文重点分析了OFDMA通信系统的各种关键性技术，也分析了OFDMA的优缺点，之后对存在的缺点提出了几种改进方案，文章最后给出了在OFDMA系统中信息的传输过程并用MATLAB仿真实现，并作出了一定的分析。
关键词：OFDMA，同步，PARP，MATLAB仿真AbstractOrthogonal frequency division multiplexing (OFDMA) multiple access access is the basis of many users OFDM access technology, the use of OFDM on channels for sub-carrier is initiated, the terrorists in the transmission of data load carrier transmission technology, as IEEE802.16 e mainstream technology, will figure east the cellular mobile telecommunication development. OFDMA system in succession of OFDM technical advantages and, at the same time, inherited OFDM on synchronization error sensitive and high peak are power than (PARP) shortcomings. In OFDMA system, not only can destroy synchronization error subcarrier the orthogonality between, cause ICI and ISI, and also into multiple access interference (MAI), so synchronous OFDMA system to make any is particularly important.This paper makes a study of the IEEE802.16 e based on the uplink OFDMA synchronous technology, make to achieve alternative techniques of uplink original SC-FDMA, can eventually make the link with downlink OFDMA technology, so that more conducive to improving the utilization ratio and the transmission spectrum efficiency of modern communication technology, the development has very important significance.This paper focuses on the analysis of the communication system of OFDMA key technology, this paper also analyses the advantages and disadvantages of OFDMA, after the disadvantages of several improvement plan put forward, finally, it presents a OFDMA system in the process of information transmission with MATLAB simulation, and made some analysis.Key Words: OFDMA, synchronization, PARP, the simulation of MATLAB目录目录 (IV)1、绪论............................................ 错误！未定义书签。
《2024年MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究》范文
《MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究》篇一一、引言在现代无线通信系统中，多输入多输出（MIMO）技术和正交频分复用（OFDM）技术被广泛地应用。
MIMO技术通过在发射端和接收端配置多个天线，可以有效地提高系统的数据传输速率和通信质量。
而OFDM技术则通过将频带划分为多个子信道，并在每个子信道上独立地调制信号，能够抵抗多径干扰和频率选择性衰落的影响。
然而，这两种技术都面临着复杂的信道环境和噪声干扰等问题，因此需要研究和设计有效的信道估计和信号检测算法。
本文将针对MIMO-OFDM系统中的信道估计及信号检测算法进行研究。
二、MIMO-OFDM系统概述MIMO-OFDM系统结合了MIMO和OFDM两种技术的优势，能够提供更高的数据传输速率和更好的通信质量。
在MIMO-OFDM系统中，多个天线同时发送和接收信号，每个天线之间相互独立，从而提高了系统的空间复用能力和分集增益。
同时，OFDM技术将频带划分为多个子信道，使得每个子信道上的信号可以独立地进行调制和解调，从而有效地抵抗了多径干扰和频率选择性衰落的影响。
三、信道估计算法研究信道估计是MIMO-OFDM系统中的重要环节，其目的是通过对接收信号进行处理和分析，估计出信道的状态信息，为后续的信号检测和均衡提供依据。
常见的信道估计方法包括基于导频的信道估计方法和基于盲信道估计方法。
基于导频的信道估计方法是在发送端定期发送已知的导频信号，接收端通过接收到的导频信号和已知的导频信息进行比较，从而估计出信道的状态信息。
这种方法简单易行，但需要占用一定的频带资源。
基于盲信道估计方法则是利用接收到的数据信号进行信道估计，不需要额外的导频信号。
常见的盲信道估计方法包括最小二乘算法、最大似然算法、迭代软判决算法等。
这些方法可以通过对接收到的数据进行迭代和优化处理，从而更准确地估计出信道的状态信息。
四、信号检测算法研究信号检测是MIMO-OFDM系统中的另一个重要环节，其目的是从接收到的信号中检测出发送端发送的数据信息。
基于ACO-OFDM的光无线通信系统研究
基于ACO-OFDM的光无线通信系统研究光无线通信是以激光作为传输信息载体的一种通信方式,它不需要任何的有线传输媒介,就可实现语音、数据、多媒体图像等高速双向传输。
但光在空气中传输会产生多径效应,而正交频分复用技术(OFDM)由于它对多径信道的抗干扰能力可以有效解决这一问题,并且OFDM技术具有较高频谱利用率和传输速率。
由于光无线系统采用强度调制/直接检测(IM/DD),所以要求信号形式必须是非负实数,非对称限幅光OFDM(ACO-OFDM)是一种光功率效率较高的单极化OFDM 方式,所以本文将对ACO-OFDM技术进行研究,对该技术中所存在的问题进行解决,提高基于ACO-OFDM的光无线系统的通信性能。
论文主要成果如下:首先阐述了课题的背景和意义,介绍了 OFDM技术在光无线通信中的发展史,详细分析了ACO-OFDM技术的原理,并在光无线ACO-OFDM通信系统下进行了仿真,从误码性能和频带利用率的角度分析了光无线ACO-OFDM系统的通信性能。
其次,研究了 ACO-OFDM系统中的高峰均比问题,分析了在该系统下的峰均比的定义与分布,同时对无线通信中峰均比抑制技术进行了概括性的介绍,然后分别将无线通信中的压缩扩展变换、动态星座扩展、选择性映射这三种技术进行改进并应用到ACO-OFDM系统中,实现了对系统峰均比的抑制。
然后,针对传统的ACO-OFDM接收端仅利用奇载波进行信息解调,摒弃了偶载波上的信息的问题,本文采用了改进的ACO-OFDM接收技术,将接收端偶载波上的信息进行提取和利用,并与奇载波上的信息进行加权合并,在最优加权系数α=0.6的条件下,共同还原原始发送信息。
并在光无线ACO-OFDM系统下进行了仿真,与传统ACO-OFDM相比,改进的ACO-OFDM系统通信性能得到了 2dB的性能改善。
最后,针对ACO-OFDM技术中频带利用率的问题,本文采用ACO-OFDM与DCO-OFDM相结合的技术,该技术在奇载波上发送ACO-OFDM信号,偶载波上发送DCO-OFDM信号,并且在接收端ACO-OFDM信息的解调与传统ACO-OFDM一样,而偶载波上的DCO-OFDM信号经过一个“噪声消除”过程后也可以成功地解调出来,并在光无线通信系统下进行了仿真。
《2024年MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究》范文
《MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展，多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统因其高数据传输速率和良好的抗多径干扰能力，在无线通信领域得到了广泛应用。
在MIMO-OFDM系统中，信道估计和信号检测是两个关键技术。
信道估计是基于接收到的信号来估计无线信道的特性，为后续的信号处理提供基础。
而信号检测则是通过处理接收到的信号来检测发送的信息。
因此，本文将对MIMO-OFDM系统中的信道估计和信号检测算法进行深入的研究。
二、信道估计技术研究1. 信道估计的基本原理信道估计是通过对接收到的信号进行解析和推导，估计出无线信道的传输特性。
常见的信道估计方法包括基于导频的信道估计和非导频的信道估计等。
基于导频的信道估计方法通过在传输的信号中插入已知的导频信号，利用接收到的导频信号和发送的导频信号之间的关系来估计信道特性。
2. 常用信道估计方法（1）最小均方误差（MMSE）信道估计：MMSE算法通过对信道状态进行预测，通过最小化预测误差的均方值，实现对信道特性的估计。
该算法具有良好的抗噪声性能和追踪性能。
（2）基于压缩感知的信道估计：压缩感知是一种新型的信号处理方法，通过利用信号的稀疏性，实现对信号的压缩和重构。
在信道估计中，可以利用压缩感知技术对信道状态进行估计，降低算法复杂度。
三、信号检测算法研究1. 信号检测的基本原理信号检测是通过处理接收到的信号来检测发送的信息。
在MIMO-OFDM系统中，由于存在多径干扰和噪声干扰等因素，接收到的信号往往受到一定的干扰和失真。
因此，需要采用适当的信号检测算法来提高接收信息的准确性和可靠性。
2. 常用信号检测方法（1）最大比合并（MRC）算法：MRC算法是一种基于合并接收信号的算法，通过对多个接收到的信号进行加权合并，提高接收信息的信噪比（SNR）。
该算法简单易实现，具有良好的性能。
（2）迫零均衡（ZF）和最小均方误差均衡（MMSE）算法：这两种算法都是基于均衡技术的算法，通过对接收到的信号进行均衡处理，消除多径干扰和噪声干扰等因素对接收信息的影响。
MIMO-OFDM系统中信道估计方法的研究
由于ls信道估计方法兼顾复杂度和精度适用于实际应用系统因此着重matlab软件仿真表明本文的优化算法能够在保证系统信道估计准确性的同时有效地降低传统的信道估计方法的复杂度
《2024年MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究》范文
《MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展，多输入多输出（MIMO）和正交频分复用（OFDM）技术已成为现代无线通信系统中的关键技术。
MIMO技术通过在发送端和接收端配置多根天线，提高了系统的信道容量和传输速率。
而OFDM技术则通过将信道划分为多个正交子信道，有效地对抗了多径效应和频率选择性衰落。
将MIMO与OFDM技术相结合，形成的MIMO-OFDM系统在高速数据传输和频谱效率方面具有显著优势。
然而，信道估计和信号检测作为MIMO-OFDM系统中的关键技术，其算法的优劣直接影响到系统的性能。
因此，对MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究具有重要意义。
二、MIMO-OFDM系统概述MIMO-OFDM系统是一种先进的无线通信技术，它结合了MIMO和OFDM的优点。
MIMO技术通过多个天线发送和接收信号，提高了系统的信道容量和传输速率。
OFDM技术则将信道划分为多个正交子信道，使得每个子信道上的信号可以独立地进行调制和解调，从而有效地对抗了多径效应和频率选择性衰落。
MIMO-OFDM系统在高速数据传输、频谱效率和抗干扰能力方面具有显著优势。
三、信道估计算法研究信道估计是MIMO-OFDM系统中的一项关键技术，其目的是根据接收到的信号估计出信道的传输特性。
常见的信道估计方法包括导频辅助信道估计、盲信道估计和半盲信道估计等。
1. 导频辅助信道估计导频辅助信道估计是一种常见的信道估计方法，它通过在发送端插入已知的导频信号，接收端根据接收到的导频信号和已知的导频信号进行比对，从而估计出信道的传输特性。
该方法具有估计精度高、实现简单的优点，但需要消耗一定的频谱资源。
2. 盲信道估计盲信道估计是一种不需要插入导频信号的信道估计方法，它通过利用信号的统计特性或结构信息进行信道估计。
该方法不需要消耗频谱资源，但估计精度相对较低，实现复杂度较高。
3. 半盲信道估计半盲信道估计是导频辅助信道估计和盲信道估计的结合，它通过在部分子信道上使用导频信号进行信道估计，而在其他子信道上则利用盲信道估计方法进行估计。
OFDM信道估计论文(IP大作业)分析
OFDM信道估计算法研究摘要—正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术是一种无线环境下的高速多载波传输技术，它通过将频率选择性衰落信道在频域内转换成平坦信道，从而减少多径影响，成为第四代(4G)移动通信系统的核心技术。
信道估计技术是OFDM系统的研究热点之一。
信道估计算法大致可分为基于导频的信道估计和盲估计。
文中研究了LS和MMSE基于导频的信道估计算法，并对两种算法进行了分析和性能比较。
此外，还研究了不同的插值算法对OFDM系统的误码性能影响。
仿真结果表明MMSE算法较LS算法可以更加准确的跟踪信道的变化，从而保证更加准确地估计出信道信息，而高阶的插值算法能有效提高系统误码性能。
ABSTRACT—OFDM is an effective technique for high-rate multi-carrier wireless transmission system. It reduces the effects of the multi-path fading by converting a frequency-selective channel into a parallel collection of frequency flat sub-channels. And OFDM is the key technique of the fourth generation of communications. Channel estimation has attracted widespread attention. There are two estimation techniques: pilot-aided and blind channel estimation. Different pilot-aided channel estimations LS and MMSE in OFDM systems is presented and analyzed in this paper. In addition, the performance of the SER is presented in different interpolation algorithms. The simulation results show that MMSE outperforms LS and high-order interpolation algorithm can improve the system performance.1 引言未来的无线多媒体业务要求数据传输速率较高，同时又要求保证质量，这就要求所采用的调制解调技术既要有较高的信元速率，又要有较长的码元周期。
OFDM系统的信道估计技术讨论
OFDM系统的信道估计技术讨论OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种能够有效抵御多径干扰的调制技术，广泛应用于现代通信系统中。
然而，OFDM系统中的信道估计技术仍然是一个广泛研究和探讨的领域。
在OFDM系统中，信道估计的目的是获取接收信号的频域信息，以便取消信道失真，并实现均衡和解调。
本文将讨论OFDM系统的信道估计技术及其优缺点。
OFDM系统的信道估计方法可以分为基于导频和基于估计的两种类型。
导频是一种特殊的数据序列，它被单独发送到接收端，用于接收端估计信道的参数。
导频通常由一组已知的序列组成，其目的是根据接收到的序列计算信道的频域响应。
导频的优点是它的基本原理简单，易于理解和实现。
导频的缺点是需要占用信道带宽，会减少数据传输的速率，而且导频需要附加固定的时隙，因此导频信号可能会受到多径干扰的影响。
基于估计的OFDM信道估计方法不需要使用导频信号，而是直接利用接收到的信号来估计信道响应。
这种方法通常由两个步骤组成：频率选择性衰落信道模型的建模和模型参数的估计。
频率选择性信道模型可以通过存在多径传播来建模，其响应在频域中通常呈现为多个剖面。
参数估计通常使用最小二乘法（LS）或最小均方误差（MMSE）等方法完成。
基于估计的OFDM系统的优点是，不需要额外的导频序列，没有导频时隙的限制，更适合高速数据传输系统。
缺点是当信号存在高噪声或多径干扰时，信道参数的估计结果可能表现出误差较大的偏差。
总的来说，OFDM系统的信道估计技术是OFDM系统中不可缺少的组成部分之一，其优缺点取决于特定应用场景的需求。
在实际系统中，应根据实际需求选择合适的信道估计方法，以实现更好的性能和应用效果。
ofdm系统中基于导频的信道估计算法的性能分析毕业设计
毕业设计（论文）题目OFDM系统中基于导频的信道估计算法的性能分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签签 名：名： 日 期：期：期：指导教师签名：指导教师签名： 日日 期：期：使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；和电子版本；学校有权保存毕业设计学校有权保存毕业设计学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：作者签名： 日日 期：期：期：摘 要正交频分复用OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing ）技术 ,是近年来受到人们广泛关注的一种调制技术, 在高速无线数据传输领域有很大的应用前景。
它将高速的数据流分解成许多低速率子数据流，利用相互正交且重叠的多个子载波同时传播，它的主要优点是抗符号间干扰能力强，频带利用率高，能有效地对抗多径衰落。
能力强，频带利用率高，能有效地对抗多径衰落。
在OFDM 系统中，采用循环前缀（CP ，Cyclic Cyclic PrefixPrefix ）技术，从而消除了码间干扰（ISI ，Inter-Symbol Inter-Symbol Interference Interference ），保护了各子载波间的正交关系。
基于导频的OFDM信道估计方法的理论比较(适合大四毕业设计)
{n,i} n ,i
其中 ωn,i,n,i 为内插滤波器的加权系数，子集 Γn,i P 表示估计 Hˆ n,i 时实际用
到的导频符号。滤波器的系数个数为：
Ntap n,i N grid
公式(2-8)
2.3.1.2 二维维纳滤波其理论
其信道估计采用均方误差准则，均方误差 Jn,i 表示：
εn,i Hn,i - Hˆ n,i
以上的结论都是针对频域导频插入，频域滤波情况得到的；很自然的如果从 另外一个角度（时域）研究导频的插入问题可以会有一些新的结论：从时域的角 度研究了导频插入的问题，在时域进行导频插入，在时域或频域进行滤波。模拟 仿真表明：时域导频插入可以得到较高的导时信息与噪声比，从而在接收端减小 混叠，进而避免噪声门限（error floor） 现象的发生。[8]
导频符号在频率轴方向的间隔：
Nf
1 F filter s
由于 Nt 和 N f 只能取整数，上面两式向上取整。
对于信道传输函数比较好的抽样应该使时间轴的取样率和频率轴的取
样率平衡，即满足下式：
fD, filterTsNt
1 2
filter
Fs
N
f
公式(2-3)
在安排导频符号时，还应该尽量使一帧中的第一个 OFDM 符号和最后一
* n' ,i'' n'' ,i''
根据式（2.6）可得：
θ (δ / E{ S })δ 2
n' -n'' ,i' -i''
n-n'' ,i-i''
2 n' ,i'
n' -n'' ,i' -i''
OFDM系统进行仿真实验毕业论文
OFDM系统进行仿真实验毕业论文目录1 引言 (2)2 OFDM系统简介 (3)2.1 OFDM的发展历史 (3)2.2 OFDM系统框架模型 (2)2.3 OFDM系统发射接收的原理 (4)3 OFDM系统的几个关键技术 (6)3.1 OFDM峰平比研究 (6)3.2 OFDM系统同步分析 (7)3.3 信道估计 (7)3.4 其他 (8)4 仿真实验开发 (9)4.1 OFDM系统的优缺点 (9)4.2 对比系统QAM的选取 (10)4.3 仿真实验的设计 (11)4.4 其他问题........................................................................... 错误!未定义书签。
5 仿真结果 (12)5.1 OFDM系统发射接收的仿真 (12)5.2 QAM系统发射接收的仿真 ............................................ 错误!未定义书签。
5.3 其他................................................................................... 错误!未定义书签。
6 结论 (8)致谢 (11)参考文献........................................................................................... 错误!未定义书签。
附录................................................................................................... 错误!未定义书签。
1 引言四年的大学生活很快就到了最后一个学年了，在上半学期，我就迫不及待的开始了我的毕业设计。
可见光ACO-OFDM通信系统的选择性判决反馈均衡
可见光ACO-OFDM通信系统的选择性判决反馈均衡杨春勇;思常生;侯金;陈少平【摘要】针对非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)的可见光通信系统中发光二极管引起的非线性失真问题,提出了一种选择性判决反馈均衡(sDFE)方法.该法设计了一个具有选择反馈均衡功能的模块,用线性信号来补偿非线性信号解决了ACO-OFDM的非线性失真,所产生的线性补偿信号可根据限幅边界范围进行选择性判决反馈,实现补偿ACO-OFDM信号频谱.仿真结果表明:在不同光功率条件下,该方法能够有效改善误码率性能,比特误码率可以达到1.37×10-4,恢复信号的频谱幅度可达38 dBm.【期刊名称】《中南民族大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】6页(P76-81)【关键词】可见光通信;非对称限幅光正交频分复用;选择性判决反馈均衡;非线性失真;发光二极管【作者】杨春勇;思常生;侯金;陈少平【作者单位】中南民族大学电子信息工程学院,智能无线通信湖北省重点实验室,武汉430074;中南民族大学电子信息工程学院,智能无线通信湖北省重点实验室,武汉430074;中南民族大学电子信息工程学院,智能无线通信湖北省重点实验室,武汉430074;中南民族大学电子信息工程学院,智能无线通信湖北省重点实验室,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TN914近年来，非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM) 在可见光通信系统(VLC)领域引起广泛关注，尽管ACO-OFDM技术的数据速率在可见光通信的传输条件下不断提高，但发光二极管(LED)非线性失真问题仍是制约其发展的关键因素.文献[1-3]认为增大LED发光功率和扩大可见光覆盖面积对提高ACO-OFDM可见光通信系统抗非线性失真性能有优良效果.文献[5-7]提出利用直流偏置(DCO-OFDM)和混合型(ADO-OFDM)调制方式可实现可见光信号无失真传输，但复杂的数字调制增加了VLC系统的算法复杂度.文献[8-10]认为增加接收机的视场角(FOV)可获得较强的光增益，缓解光传输信号失真，但其背景光干扰不可忽略.文献[11,12]设计了一组宽视场角的接收器，利用时间同步技术来训练可见光信号的周期相关性完成时间同步，减少非线性失真却降低了信息传输效率和频谱利用率.文献[13-15]采用传统判决反馈均衡器(DFE)可有效地补偿发射端LED非线性输出特性的影响，在光功率上采用DFE方案恢复约5 dBm的信号频谱.但DFE方案在提高误码率(BER)性能上有所限制，在高光功率条件下难以恢复信号频谱.综上研究，可见光通信系统ACO-OFDM调制方式的升级对改善其非线性失真效应具有一定效果，但其均未能很好地解决系统非线性失真问题.本文针对此问题，提出了一种选择性判决反馈均衡(sDFE)方案.该方案用线性信号补偿非线性信号的选择反馈均衡模块解决ACO-OFDM非线性失真，产生的线性补偿信号可根据限幅边界范围进行选择性判决反馈.在相同的光功率条件下， sDFE较传统DFE拥有更好的误码率(BER)性能，且在高光功率条件下可恢复信号频谱，能恢复的ACO-OFDM信号频谱幅度接近38 dBm，为解决ACO-OFDM可见光通信系统LED非线性失真提供了可行方案.1 系统模型本文研究的可见光ACO-OFDM通信系统结构如图1所示.图1 可见光ACO-OFDM通信系统框图Fig.1 Block diagram of ACO-OFDM VLC system一般在VLC系统中ACO-OFDM的关键调制步骤是在不会损失任何信息的前提下，保留传输信号正值部分并去掉其负值部分，限幅过程可表示为：(1)其中，BH和BL分别为最大和最小的限幅边界，CLIP表示非对称限幅操作.接收机使用光电检测器将通过可见光光信道的发射信号转换为电信号，最后用直接检测(DD)以恢复所发送的信号.在所述的ACO-OFDM可见光通信系统中，发射信号xt(n)的光功率被定义为，于是光功率可以表达为E[xt(n)]：Ps=(2)(2)式中的xn服从标准正态分布，即概率密度函数为为时域OFDM信号xt(n)的标准差.LED发出可见光信号y(n)，同时发送端将电信号转换为携带信息的光信号，在此过程中，LED采用非线性比例和直流偏置来确保发射信号处于一定动态范围内，在比例放缩和直流偏置(DC)之后，接收到的信号r(n)将具有零均值和方差的特性，由该操作产生的非线性增益系数可以被定义为比例因子，不同的比例因子可能造成LED超出动态范围.因此，会出现LED非线性传输特性导致ACO-OFDM信号失真.2 sDFE方案均衡模块中sDFE的结构见图2. 如图2所示，sDFE方案的关键在于选择模块.图2 sDFE均衡模块的结构Fig.2 Structure of the sDFE equalization block在选择模块中，设计具有可变斜率的分段函数如下：(3)(3)式中a为可变斜率，b是直流偏置点.引入分段函数来降低削波噪声失真，并用参数a和b来控制接收信号r(n)的样本.图2中Data A和Data B是均衡器电路的控制电平，用于控制数字逻辑电路的开关；当接收到ACO-OFDM光信号时，分段函数功能根据电路真值表设计来选择不同的反馈块，同时均衡器可在反馈滤波l(i)前根据对应的线性函数自动进行选择性补偿.选择块的参数选择机制是：当处于高光功率时，偏置电平将会增大，此时a值应该设置得较小以减少在动态范围的上限处被限幅的ACO-OFDM信号，同时值也处于一定的动态范围之内，使所获得的信号e(n)补偿和校正接收信号采样的序列.类似地，当处于低光功率时，需要进行相反的配置(即设置较大的a值和较小的b值).从整个接收端来看，光电逆变换的输出可表示为：(4)(4)式表明：如果a数值太小，可变斜率a会显著增大均衡信号和限幅噪声；同时，较大斜率的分段函数会导致严重的限幅失真.因此，有必要分析sDFE性能来获得均衡信号的最佳解.由于h(n)可近似服从高斯分布，为了简化模型，可以将选择性均衡模块视为整体，因此，xt(n)可以看作是整体输入，则输出y(n)可以表示为：y(n)=Kxt(n)+z(n),(5)(5)式中k被定义为反馈因子(小于1)，z(n)是由AWGN和限幅噪声组成的噪声部分，且xt(n)与z(n)是独立互不相关的，因此，它们的均方误差(MSE)统计特征可以表示为：E[xt(n)z(n)]=E[xt(n)]E[z(n)],(6)反馈因子K由下式给出：(7)(7)式表示xy(n)和y(n)的协方差.文献[15]表明噪声对该结果的影响近似忽略不计，为了计算K，假设可以通过反馈滤波器对采样信号进行解调r(n)=x(n)+w(n)/a.将r(n)=x(n)+w(n)/a代入公式(7)后，反馈因子K可以近似表示为：(8)式中Q(·)是高斯Q函数，其表达式为代入公式(6)，噪声z(n)的方差可以表示为：E[[y(n)-Kxt(n)]2]-E[[y(n)-Kxt(n)]]2=E[y2(n)]-E[y(n)]2-K2σ2=(9)根据中心极限定理(CLT)，经FFT后噪声可转化为高斯变量.因此，M-QAM基于OFDM的VLC系统的误码率[15]可表示为：BER=(10)其中Γelec表示接收信号的信噪比，可表示为：(11)(11)式中Ps为接收端中的平均有效光功率，(包括sDFE系统噪声)表示接收信号r(n)的限幅噪声.为了获得最佳信噪比Γb(elec)，其条件定义为：=0,∃xn∈[BL,BH].(12)3 仿真与分析为探讨影响ACO-OFDM可见光通信性能的sDFE参数，综合考虑了光功率条件、反馈因子和恢复频谱，对比了DFE和sDFE的性能，分析提出sDFE方案的选择性判决反馈均衡.为设置光照条件，将归一化的光功率(也称为照度)定义为η.由于BL≤ID≤BH，故η的值在[0, 1]的区间内，而IDC是线性区域中的DC偏置点.文献[14]证明：当光效率达到相对较高(如η=80%)或较低(如η=20%)时，ACO-OFDM表现效果显著.本文重点对比了η在20%和80%时DFE和sDFE的通信性能.不同光功率条件下最佳均衡方案的误码性能对比结果见图3.图3中以线性均衡器(LE)这种无修正均衡技术，作为空白对照，可于比较基于不同结构的均衡器误码率性能.在进行ACO-OFDM模型仿真时，通常基于接收相应的光信号采样和已知的LED参数，在不同的信噪比条件下，利用公式(11), (12)得到的最佳信噪比Γb(elec)计算理论BER.考虑两种模拟场景，一是通过对20%光功率条件的模拟获得3条BER曲线；其二在模拟的80%光功率条件下计算最佳BER.由图3可见：对于一个固定的光功率值，3条BER曲线分别相互接近，说明ACO-OFDM VLC系统可利用由公式(12)计算的理论最优信噪比实现最佳的BER性能.另外，由于最佳信噪比Γb(elec)在选择模块中提供了更高的SNR，即sDFE的DC偏置接近LED高效输出范围的中间位置时，BER性能会更好.因此，在相同的照度下，sDFE较传统DFE 表现更好，保持较好的BER性能.图3 LE, DFE和sDFE均衡器在不同光功率水平下的BER性能比较Fig.3 BER performance comparison of LE, DFE and sDFE equalizers at different illumination levels反馈因子和信噪比对均方误差的影响结果见图4.由图4可见：当信噪比增加时，在无反馈因子条件下DFE和sDFE均方误差可一直变小，由于选择模块中的线性函数可完全补偿限幅失真.当施加反馈因子之后，可见光信号被限制在小于1的反馈因子条件里.若要提高系统性能，只能采用较大的信噪比Γelec产生较高的信号功率，以消除较大限幅和系统噪声带来的不利影响.由于信噪比Γelec增加时增加了系统噪声，当信噪比较大时，K=0.2, 0.5和0.8的均方误差曲线几乎保持不变.同时，当反馈因子较大时，在sDFE选择范围较大而超出LED动态范围的情况下，sDFE改善的均方误差性能反而有限.图4 在不同反馈因子K时，DFE和sDFE的均衡器输出h(n)统计特性MSE的性能Fig.4 Equalizer output h(n) statistical characteristics MSE performance for DFE and sDFE at different feedback factor K不同光功率条件下，采用sDFE时恢复ACO-OFDM信号频谱性能结果见图5.仿真实验对给定的最佳比例因子，在不同的光功率条件下恢复出ACO-OFDM信号的频谱.图5a显示了未采用sDFE方案时ACO-OFDM可见光通信系统的信号频谱性能，图5b, 5c, 5d分别表明：当接收到的不同光功率条件分别为20%, 50%, 80%时，恢复的ACO-OFDM信号频谱幅度分别约为25,30,38 dBm，相应的BER分别为1.79×10-4, 1.45×10-4, 1.37×10-4.因所引入的函数线性相关性很高，使sDFE选择模块能提供更多的信噪比来增加信号功率，随着接收的光功率增加，利用sDFE方案可有效地提高恢复频谱的幅度范围，证明ACO-OFDM VLC通信链路可在20%～80%的光功率条件下进行反馈补偿.因此，通过sDFE可恢复高光功率条件下的ACO-OFDM信号频谱.a) 无sDFE模型，BER=1.93×10-4; b) 光功率η=20%的sDFE模型，BER=1.79×10-4; c) 光功率η=50%的sDFE模型，BER=1.45×10-4; d) 光功率η=80%的sDFE模型，BER=1.37×10-4图5 不同光功率下采用sDFE时恢复的ACO-OFDM信号频谱Fig.5 Recovered ACO-OFDM signal spectrum withs DFE under different illumination levels4 结语通过引入具有可变斜率的分段函数，在sDFE方案中，通过选择模块中线性函数的判决反馈均衡，生成一种选择性的反馈信号，有效补偿ACO-OFDM信号，有效解决LED在高光功率条件下的非线性失真效应，提出的sDFE方案在系统的场景中具有显著的光信号补偿作用.仿真结果表明：所提出的sDFE方案较传统的DFE 在相同的情况下可实现更好的BER和MSE性能.对于一定的SNR范围，sDFE能以较低复杂度实现性能的提高，在相对较高的80%光功率条件下，可恢复信号频谱幅度达38 dBm.这些优点使得sDFE方案在解决可见光ACO-OFDM通信系统的LED非线性失真效应具有参考价值.参考文献【相关文献】[1] Mao T,Wang Z,Wang Q,et al.Ellipse-based DCO-OFDM for visible light communications[J].Opt Commun,2016,360: 1-6.[2] Lee D, Choi K, Kim K D, et al. 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MIMOOFDM系统中信道估计DOC
题目：MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
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（保密的学位论文在解密后遵守此规定）本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。
本人签名：夺^摘要MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究输入多输出（MIMO)和正交频分复用（OFDM)是LTE的两大核心技术。
多输入多输出（MIMO)技术利用各种分集技术带来的分集增益可以提高系统的信道容量、数据的传输速率以及系统的频谱利用率，这些都是在不增加系统带宽和发射功率的情况下取得的；正交频分复用（OFDM)技术是多载波调制技术的一种，其物理信道是由若干个并行的正交子信道组成，因此可有效地对抗频率选择性衰落，同时通过插入循环前缀（CP)可以有效消除由多径而引起的符号间干扰(ISI)。
由于多输入多输出（MIMO)在提高系统容量和正交频分复用（OFDM)在对抗多径衰落方面的优势，基于两者结合的MIMO-OFDM系统已经引起了广泛的关注。
信道估计算法和信号检测算法是MIMO-OFDM系统的关键技术。
其中信道估计算法对MIMO-OFDM系统接收端的相干解调和空时检测起着至关重要的作用，信道估计的准确性将影响系统的整体性能。
基于叠加训练序列的 ACO-OFDM信道估计
基于叠加训练序列的 ACO-OFDM信道估计杨顺峰;姜斌;包建荣;刘超【摘要】现有光信道估计方法主要存在复杂度高、估计性能不突出等缺陷.为此,在简要分析ACO-OFDM原理的基础上,提出了一种适用于ACO-OFDM系统的叠加训练序列信道估计方法.通过对接收信号一阶统计平均的处理,避免了因接收信号多变而引起的检测效果不稳定的缺陷,且具有复杂度低,估计性能好等优势.实验仿真及分析表明,较传统最小二乘法,提出的叠加训练序列信道估计方法有高于20 dB的性能增益,适合应用于无线光传输高精度信道估计.【期刊名称】《杭州电子科技大学学报》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】5页(P25-29)【关键词】非对称限幅光-正交频分复用;叠加训练序列;信道估计;一阶统计平均【作者】杨顺峰;姜斌;包建荣;刘超【作者单位】杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州 310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州 310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TN929.1非对称限幅光-正交频分复用(Asymmetrically Clipped Optical-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，ACO-OFDM)是由正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)发展而来.由文献[1]可知，ACO-OFDM解决了光频分复用平均光功率较高等问题.信道估计是ACO-OFDM系统有效工作的关键，可分为盲信道估计、导频辅助的信道估计和叠加训练序列的信道估计.盲信道估计不必插入前导，但估计精度不高；导频辅助信道估计是通过插入前导符号，依次估计信息各位置处的信号响应系数，精度提高但降低了系统频谱利用率[2]；相对前两种信道估计方法，叠加训练序列的信道估计方法精度较高，易使传输系统获得较高的传输效率，还可兼顾时间及信道容量等信道因素[3].本文就ACO-OFDM系统信号均值大于0的特点，提出了改进的叠加训练序列信道估计方法.将部分叠加训练序列和改进后的最小均方误差算法结合起来实现了系统的信道估计.相较于传统的最小二乘法信道估计，不仅降低了算法复杂度，且大大提升了信道估计性能.光强调制的通信系统中，因光强不能有负值，故需利用新的方法来解决双极性OFDM信号的问题.ACO-OFDM技术是人为地把原OFDM信号中小于0的部分截去，只留正值[4].ACO-OFDM采用非对称限幅，设ACO-OFDM基带信号在无循环保护前缀情况下的时域抽样为：其中，x(k)为时域抽样值序列，k为抽样序列指数，N为子载波数，Xm为经映射后调制到第m个子载波对应的频域信息数据.当信号具备Hermitian对称结构时，序列X表示为：其中，X*为X的共轭序列，经快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)后，选择奇数子载波传输调制数据，并将偶数子载波数据置0，则序列X可表示为：上述信号经非对称限幅并解调后，奇数位信号幅值减为一半，而偶数位信号幅值保持不变.信号通过非对称限幅处理能使ACO-OFDM系统减小所需光功率，使产生的非线性影响减小.ACO-OFDM系统依次对信号进行Hermitian对称及非对称限幅处理，确保经IFFT后的输出信号为实调制符号信号，且信号以单极性形式进入光调制器.故系统不存在丢失信号数据的情况，并降低了信号的光功率敏感性[5].信道估计主要用于估计信道模型参数，是信号进行后续步骤的前提.因在ACO-OFDM系统中，进行IFFT前的输入向量需具备共轭对称性，同时仅奇载波存有数据，偶载波为0.故基于导频辅助的信道估计方法并不适用.为解决该问题，本文改进了传统叠加训练序列的信道估计方法.所得方法不仅算法简单、精度高，且具备较高系统传输效率，还拥有可灵活分配时间、带宽和功率等优势[6].该方法包括3个部分：生成单极性非负周期实序列、生成本地矩阵及完成信道估计的实现方法.采用叠加训练序列的ACO-OFDM系统时域离散模型结构如图1所示.由时域离散模型可知，待发送信号序列x(n)为：此时，所得接收信号为：其中，Dk为第k条路径与首条路径的时间差，h(k)为信道第k条路径的响应系数，L为信道时域脉冲响应的长度，即多径的数目，w(n)为加性高斯白噪声.2.1 单极性非负周期实序列的生成单极性非负周期实序列依次通过对复数序列的共轭对称、IFFT、并串变换、限幅和拆分组合等方式生成.具体过程如下：输入的PN序列通过并串变换和QAM映射，得复向量p.再对所得复向量完成元素的共轭对称，产生输入向量p′(n)，即为：其中，conj(.)表示求复共轭.当n为奇数时，p′(n)=p[(n-1)/2]；而当n为偶数时，p′(n)=0.生成输入向量后，再依次执行IFFT、限幅和序列拆分组合等处理，得到一个单极性非负实序列.此时的序列长度为Q.最后，将该序列重复NQ次，即得所需训练序列t(n).由此，避免了因限幅和叠加作用引起的数据序列和训练序列的丢失. 2.2 本地矩阵的生成输入的基带信号满足均值为0的正态分布为s(n)～N(0,σ2).经限幅后，ACO-OFDM时域信号sc(n)的均值为.令,由此生成Q×Q阶元素全为b的实数矩阵B.而循环矩阵T′由训练序列作为相应元素构成，即此时，可构造本地矩阵T=B+T′，其表达式为：其中，b不仅与接收信号时域统计特性有关，还受功率分配因子P的约束[7].具体可表示为：据式(9)可知，P越大，式(9)的分子部分相应变小，从而导致b的降低.2.3 信道估计算法在信道估计时，需将接收信号r(n)分为Q路，每路依次对其Q倍下进行信号采样.之后对每路采样信号分别求均值，得接收信号的量化序列y(n)，即有：结合式(5)，将其变换为：y(n)= E[w(kQ+n)],n=0,1,…,Q-1,k=0,1,…,NQ-1其中，NQ为序列重复次数；因高斯白噪声序列均值为0.故式(11)中E[w(kQ+n)]为0；且由上述时域信号均值可知：.故式(11)可化简为：当且仅当Q=L，且其系数矩阵满秩时，式(12)具有唯一解.但信道阶数L只能为估计值的上限，此时可令Q等于信道阶数所能取得的上限值.将式(12)表示为：最后，结合式(13)、式(14)可得信道估计结果如下：为了体现本文方法的性能优越性，用传统的LS算法进行信道估计，取信噪比SNR 为0～30 dB，输入信号为复高斯信号，且每个信号的子载波数为32，利用多组求平均的方法得到估计结果.信道估计的效果通常通过估计结果的均方误差(Mean Squared Error，MSE)进行评价，仿真结果如图2所示.采用本文提出的叠加训练序列的ACO-OFDM信道估计进行仿真.其均方误差计算式如下：其中，M为信道估计的均方误差，即MSE；S为信道的信噪比，即SNR.在具体仿真中，取SNR为5～25 dB，功率分配因子P取值分别取0.1，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.9，取子载波数为定值N=512，可得功率分配因子对信道估计性能影响的仿真结果如图3所示.同理，取SNR为5～25 dB，子载波数N分别取128，256，512，1 024，2 048，取P=0.7，得到子载波数目对信道估计性能影响的仿真结果如图4所示.图3中，通过式(16)的理论分析可知，当SNR和N不变，P=0.7左右时，MSE值最小，即此时的信道估计准确率最优.图3中也可看出，随P值变大，均方误差呈现先变大后减小的趋势.另外，当信噪比低于15 dB时，均方误差落差较大，而当信噪比高于15 dB后，均方误差趋于平稳.其原因在于，当数据信号叠加上训练序列后，数据信号与训练序列间的影响是关联存在的.当信噪比大于15 dB后，训练序列与数据信号相对功率基本保持不变.且因训练序列能量越高，信道估计性能就越好，故此时数据信号就成了影响信道估计性能的主要因素.由图4可知，添加子载波数越多，系统的信道估计均方误差就越小.这是因为子载波数越大，叠加的训练序列就越长，所携带数据在一阶统计平均处理时，所得均值就越靠近整体服从的统计分布.此时数据序列对训练序列的影响减小，所得信道估计精度有所提高.故在信道估计时，可用增加少量算法复杂度的微小代价，来改善信道估计精度，同时也能减小信噪比对信道估计性能的影响.通过对比图3、图4与图2可知，传统LS算法的MSE基本处于10-3～10-2级，而本文的信道估计方法的MSE基本处于10-4～10-3级，本文方法具有更高的精度；在相同的MSE情况下，本文方法比传统LS算法可提高信噪比20 dB以上.同时，本文方法还可以通过调整功率分配因子和子载波数目等参数来提高信道估计精度，显得更加灵活.本文主要提出了一种适用于ACO-OFDM系统的信道估计方法.为使本文方法适用于光强不能为负值的光强调制，在原有叠加训练序列信道估计方法基础上，改善了训练序列及本地矩阵的生成方法.与传统信道估计方法相比，更易实现且精度更高、估计性能更好，还可通过调节功率分配因子提高估计精度，并使整个系统具有一定的移动性.但由于功率分配因子的选择缺乏实时性和连续性，有待进一步研究.【相关文献】[1]戈勇华,罗仁泽,党煜蒲,等.ACO-OFDM系统叠加训练序列时间同步方法[J].光通信研究,2011(6):38-40.[2]张继东，郑宝玉.基于导频的OFDM信道估计及其研究进展[J].通信学报，2003，24(11):116-123.[3]KIM B W, JUNG S Y. Time-interpolated channel estimation for increasing channel capacity of superimposed training-based precoding schemes[J]. IET Communications, 2015,9(7):933-939.[4]DISSANAYAKE S D, ARMSTRONG J. Comparison of aco-ofdm, dco-ofdm and ado-ofdm in im/dd systems[J]. Journal of lightwave technology, 2013,31(7):1063-1072.[5]YESILKAYA A, ALSAN H F, MIRAMIRKHANI F, et al. Modeling of visible light channelsand performance analysis of ACO-OFDM[C]//2015 23nd Signal Processing and Communications Applications Conference(SIU). IEEE, 2015:2102-2105.[6]李明慧.空间光ACO-OFDM通信系统信道估计技术研究[D].重庆:重庆邮电大学，2014.[7]何纯全，窦高奇，高俊，等.基于叠加训练序列的低复杂度事变信道估计方案[J].电子与信息学报，2013，35(9)：2194-2199.。
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设计（论文）题目：ACO-OFDM系统信道估计算法的研究摘要在ACO-OFDM无线光通信系统中，为了能达到系统需要的解码要求，必须要进行准确的信道估计。
针对ACO-OFDM系统中，系统信号均值大于零，不满足传统叠加周期序列信道估计方法所要满足的数据信号序列均值为零的条件的问题，本文通过对传统方法在训练序列和本地矩阵的生成等方面进行改进，提出一种适用于该系统的基于叠加训练序列的信道估计方法。
该方法首先通过对复数序列进行共轭对称变换、IFFT、并串变换、限幅和拆分组合，生成单极性非负周期实序列；然后根据接收信号的时域统计特性和功率分配因子的取值，合理地设计本地矩阵；通过对接收信号进行一阶统计平均处理，完成信道估计。
与传统的叠加周期序列的信道估计方法相比，本文提出的方法能直接应用于光强度调制的ACO-OFDM系统中，并且通过将训练序列与数据在一段时间间隔内同时传送，不需要额外的频段和时隙传输已知训练序列，保证了系统的传输效率，同时算法复杂度较低，时间功率分配相对灵活，具有显著的优势。
结合理论分析，并通过计算机仿真表明，该信道估计方法的性能与系统子载波数目、功率分配因子以及信噪比有着密切的关系。
若功率分配因子保持不变，随着系统子载波数目的增大，MSE逐渐减小，估计性能就越好。
随着功率分配因子的增大，训练序列的能量增大，信道估计性能越好，精度越高，验证了该算法的有效性。
【关键词】非对称限幅光正交频分复用叠加训练序列信道估计算法ABSTRACTIn ACO-OFDM wireless optical communication system, it is necessary for achieving good decode performance to estimate accurately channel characteristic parameters. In ACO-OFDM system, the mean of the data is not zero. That cannot satisfy the qualification in the traditional channel estimation method using superimposed periodic training, which is zero-mean of the data sequence. Via the improvement on the training sequence and the local matrix, a channel estimation method for ACO-OFDM based superimposed training is proposed in this paper. Firstly, the unipolar non-negative periodic real sequence is generated through doing the conjugate symmetry transform, IFFT,parallel-to-serial conversion, clipping, splitting and composing complex sequence.Secondly, according to statistics of the received signal in time domain and the power allocation factor, the local matrix is designed rationally.Thirdly, the first-order statistic of the received signal in time domain is used to estimate the channel finite-impulse response.Compared with the channel estimation methods of traditional superposition of periodic sequences, the proposed method can be applied directly to optical intensity modulation ACO-OFDM systems. It transmits the training sequence and data over a period of time interval at the same time. It is don't need the extra frequency and time slot to transmit the known training sequence, that ensure the transmission efficiency of the system, also the complexity of algorithm is low, the time power allocation is relatively flexible. It has significant advantages. Combined with the theoretical analysis and computer 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 optical-orthogonal frequency division multiplexing superimposed training sequence channel estimation arithmetic目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)前言 (1)第一章绪论 (2)第一节研究现状 (2)一、无线光通信技术的发展 (2)二、OFDM技术研究概述 (2)三、ACO-OFDM技术研究现状 (5)四、ACO-OFDM系统信道估计技术研究现状 (6)第二节研究意义 (7)第三节本文的主要内容及工作安排 (9)第二章ACO-OFDM系统概述 (10)第一节OFDM系统原理及技术特点 (10)第二节ACO-OFDM系统原理及技术特点 (13)第三节信道估计技术分析 (15)一、导频辅助信道估计 (15)二、叠加训练序列信道估计 (17)第四节本章小结 (19)第三章ACO-OFDM系统叠加序列信道估计技术 (20)第一节研究背景 (20)第二节ACO-OFDM系统信道估计方法 (21)一、ACO-OFDM系统信道模型分析 (22)二、训练序列的生成 (23)三、本地矩阵的生成 (24)四、信道估计的算法 (24)第三节理论分析 (26)第四节仿真分析 (29)第五节本章小结 (31)第四章总结及展望 (33)第一节本文工作总结 (33)第二节下一步研究展望 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (38)一、英文原文： (38)二、英文翻译： (39)三、工程设计图纸： (40)四、源程序： (41)五、其他： (42)前言步入信息时代以来，随着信息化的步伐不断加快，各种信息技术日新月异，人们对传输速率的要求越来越高。
在光通信领域中，无线光（Wireless Optical，WO）技术可以用于高速率数据传输，其通信设备结构简单、价格低，不受带宽限制，传输速率高，安全性好，更适合短距离高速无线接入，前景广阔，发展十分迅速。
正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术由于方便地与多种多址接入技术相结合，可用高阶的数字调制方式，有高的数据传输速率，有效地克服信道延迟产生的符号间干扰等特点，被认为是无线光技术的核心之一。
但是双极性复值的OFDM 信号无法直接在强度调制直接检测（Intensity Modulated/Direct Detection，IM/DD) 系统中应用，所以非对称限幅光正交频分复用（Asymmetrically Clipped Optical-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，ACO-OFDM）系统于2006年被提出，用于解决这一问题[1]。
ACO-OFDM不需要添加直流偏移量，在对光源进行强度调制之前，调制信号的所有负值都被归零，通过载波频率的正确选择，传输数据完全可以从这种非对称削减的信号中恢复出来，并且不会产生信号频带内的削减噪声。
基于非均匀限幅光正交频分复用调制的无线光通信技术实现了无线光通信技术与正交频分复用技术的完美结合。
ACO-OFDM技术除具备OFDM 技术的特点外，还具有抗多径传输能力强，功率效率高和安全性好，星座选择灵活，系统容量大等优势，被广泛应用到无线光通信系统中。
在ACO-OFDM系统中对信道进行估计十分必要，信道估计的精度将直接影响整个系统的性能。
根据是否需要利用额外的数据，信道估计可以分为：盲信道估计、导频辅助的信道估计及基于叠加序列的信道估计。
但从总体上来说，基于导频的方法具有较高的估计精度，可以跟踪时变信道，但是导频占用了频谱资源，降低了系统容量；盲信道估计法由于不需要导频信息，很大程度上提高了系统传输效率，然而由于收敛速度慢，实际应用受到限制；基于叠加序列的信道估计法，不需要额外的频段和时隙传输已知导频，保证了系统的传输效率，同时算法复杂度低，具有显著优势。