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The design and performance analysis of optical wireless ACO-MC-CDMA system in the presence of clipping noise

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Science China(Information Sciences) 2018年第2期61卷 293-295页

作者： kejun jia Li HAO Key Laboratory of Information Coding and Transmission Southwest Jiaotong University School of Computer and Communication Lanzhou University of Technology

Dear editor,With rapidly growing wireless data demand and the saturation of radio frequency(RF)spectrum,optical wireless communications(OWC)has become a viable candidate for indoor and medium range data transmission[1... 详细信息

关键词： The design and performance analysis of optical wireless ACO-MC-CDMA system in the presence of clipping noise ACO MC

室内可见光通信多径信道建模及MIMO-ACO-OFDM系统性能分析

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光学学报 2016年第7期36卷 49-60页

作者：贾科军郝莉余彩虹西南交通大学信息编码与传输四川省重点实验室四川成都610031 兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050

当通信速率较高时,室内光信号的多径效应不可忽视,当发送端存在时间弥散性时,提出一种室内可见光通信-多输入多输出(VLC-MIMO)多径衰落信道建模方法.由于光正交频分复用(OFDM)技术能有效抵抗码间干扰,故将非对称限幅光OFDM(ACO-OFDM)和M... 详细信息

当通信速率较高时,室内光信号的多径效应不可忽视,当发送端存在时间弥散性时,提出一种室内可见光通信-多输入多输出(VLC-MIMO)多径衰落信道建模方法.由于光正交频分复用(OFDM)技术能有效抵抗码间干扰,故将非对称限幅光OFDM(ACO-OFDM)和MIMO相结合,建立MIMO-ACO-OFDM系统.用迭代法计算每对LED和光电探测器(PD)之间的冲激响应,连接LED和PD阵列的几何中心作为等效视线传输(LOS)信道,建立了多径信道模型.分析表明,当PD在房间中间时多径信道路径增益大,多径干扰弱;当PD在墙角时信号衰减大,多径干扰强.采用迫零(ZF)和最小均方误差(MMSE)检测,理论推导了系统误码率性能,建立了蒙特卡罗仿真模型.仿真表明,低阶调制时系统有更好的性能.当调制阶数小于64时,MMSE比ZF更有优势,随着信噪比增大两中检测方法得到的系统性能趋于相同;当LED半功率角变小时光束会聚强,PD在房间中心时性能最好,越往墙边性能越差;当PD视场角变小时,虽然在房间中心时接收功率不变,但多径干扰变弱性能变好.

关键词：光通信多输入多输出非对称限幅光正交频分复用多径衰落信道

可见光通信非对称限幅光多载波码分多址系统的设计及性能分析

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光学学报 2019年第2期39卷 31-42页

作者：贾科军郝莉张守琴兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050 西南交通大学信息编码与传输省重点实验室四川成都610031

基于码分多址(CDMA)和非对称限幅光(ACO)正交频分复用,提出了非对称限幅光多载波码分多址系统。在视线传播和散射传播信道中,采用正交恢复合并(ORC)、最大比合并(MRC)和等增益合并(EGC)算法,推导了受限幅噪声影响时系统的信噪比,建立了... 详细信息

基于码分多址(CDMA)和非对称限幅光(ACO)正交频分复用,提出了非对称限幅光多载波码分多址系统。在视线传播和散射传播信道中,采用正交恢复合并(ORC)、最大比合并(MRC)和等增益合并(EGC)算法,推导了受限幅噪声影响时系统的信噪比,建立了蒙特卡罗误比特率(BER)仿真模型。研究结果表明,通过增大扩频序列长度可以提高BER性能。随着用户数增多,多用户间干扰增大,MRC算法性能变差,ORC算法保持了用户间的正交性,BER性能最好。所提系统的性能比反转多载波CDMA和单极性多载波CDMA系统的更好。

关键词：光通信非对称限幅光正交频分复用码分多址限幅噪声均衡合并

多用户干扰对可见光通信直流偏置光正交频分复用码分多址系统性能的影响

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激光与光电子学进展 2019年第11期56卷 92-101页

作者：贾科军张守琴兰州理工大学计算机与通信学院

结合直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和码分多址(CDMA),建立了DCO-MC-CDMA系统。受系统结构限制,选用Gold码和m序列作为扩频地址码时,互相关性比正交码差,进而导致更大的多用户间干扰(MUI)。采用最大比合并、等增益合并和正交恢复合并... 详细信息

结合直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和码分多址(CDMA),建立了DCO-MC-CDMA系统。受系统结构限制,选用Gold码和m序列作为扩频地址码时,互相关性比正交码差,进而导致更大的多用户间干扰(MUI)。采用最大比合并、等增益合并和正交恢复合并(ORC),推导了受加性高斯白噪声、MUI和限幅噪声影响时信噪比的表达式,并基于Matlab建立了蒙特卡罗误码率(BER)仿真模型。研究结果表明:随着用户数的增大,MUI会使系统BER性能变差;ORC消除了子信道增益不同导致的MUI,因而BER性能最好;Gold码的互相关性比m序列好,采用Gold码的DCO-MC-CDMA系统BER性能更好。

关键词：光通信直流偏置光正交频分复用多载波码分多址多用户间干扰

室内可见光通信OFDM自适应比特功率加载算法性能分析

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激光与光电子学进展 2019年第3期56卷 41-49页

作者：贾科军靳斌郝莉兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050 西南交通大学信息编码与传输省重点实验室四川成都610031

室内光无线信道可以看作准静态、具有低通特性的多径信道,并且可见光通信通常是功率受限系统。为了充分利用信道频谱资源及节约能量,提出将Chow、Hughes-Hartogs、Fischer自适应比特-功率加载算法应用于非对称限幅光正交频分复用(ACO-OF... 详细信息

室内光无线信道可以看作准静态、具有低通特性的多径信道,并且可见光通信通常是功率受限系统。为了充分利用信道频谱资源及节约能量,提出将Chow、Hughes-Hartogs、Fischer自适应比特-功率加载算法应用于非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)系统,介绍了自适应比特功率加载过程,并比较了自适应ACO-OFDM和自适应直流偏置光OFDM(DCO-OFDM)的性能。结果表明,在保证误码率性能时,相比等比特加载方法,自适应算法能节约15%的光功率和30%的电功率,其中Fischer算法最节约功率,而Hughes-Hartogs算法需要的功率最多。在信息速率相同时,自适应ACO-OFDM比DCD-OFDM更节约功率。

关键词：光通信可见光通信自适应比特功率加载光正交频分复用多径信道

室内可见光通信中DCO-OFDM和ACO-OFDM系统性能分析

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中国激光 2017年第8期44卷 231-239页

作者：贾科军靳斌郝莉张守琴兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050 西南交通大学信息编码与传输四川省重点实验室四川成都610031

在单光源室内可见光通信(VLC)系统中,为了准确评价多径效应对系统性能的影响,提出一种室内VLC多径信道建模方法。用迭代法计算视线传输(LOS)和反射传输冲激响应,分析接收端抽样周期和发光二极管(LED)调制带宽之间的关系,并定义码间干扰(... 详细信息

在单光源室内可见光通信(VLC)系统中,为了准确评价多径效应对系统性能的影响,提出一种室内VLC多径信道建模方法。用迭代法计算视线传输(LOS)和反射传输冲激响应,分析接收端抽样周期和发光二极管(LED)调制带宽之间的关系,并定义码间干扰(ISI)。以LOS信道时延作为建模起点,将接收端相邻抽样间隔之间的所有冲激响应之和作为多径信道路径增益。正交频分复用(OFDM)技术能有效抵抗ISI,在室内多径信道下,考虑非线性限幅噪声影响时,推导了直流偏置光OFDM(DCO-OFDM)和非对称限幅光OFDM(ACO-OFDM)的理论误码率(BER),并建立了蒙特卡罗仿真模型。研究光电检测器(PD)位置、LED的半功率角、PD视场角(FOV)和直流偏置参数对系统BER性能的影响。仿真结果表明,当PD在房间中心时,受多径干扰影响最小,BER性能最好;PD移到墙壁位置时,受多径干扰影响大,BER性能差;随着FOV和LED半功率角的增大,PD接收到的反射光功率增加,多径干扰增大,BER性能变差;直流偏置越大,DCO-OFDM系统BER性能越差。

关键词：光通信可见光通信正交频分复用直流偏置光正交频分复用非对称限幅光正交频分复用多径信道

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基于非正交多址接入的室内可见光通信系统

光学学报 2017年第8期37卷 70-80页

作者：贾科军郝莉白利军余彩虹西南交通大学信息编码与传输四川省重点实验室四川成都610031 兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050 福建工程学院信息科学与工程学院福建福州350118

白光发光二极管(LED)的窄调制带宽限制了可见光通信(VLC)的系统容量。非正交多址接入(NOMA)技术通过功率复用可提高系统通信容量。结合直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和NOMA技术,设计了NOMA-DCO-OFDM系统。基于递归法给出了单个LED时... 详细信息

白光发光二极管(LED)的窄调制带宽限制了可见光通信(VLC)的系统容量。非正交多址接入(NOMA)技术通过功率复用可提高系统通信容量。结合直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和NOMA技术,设计了NOMA-DCO-OFDM系统。基于递归法给出了单个LED时VLC多径信道建模方法。在考虑限幅噪声影响时,推导了用户的信干噪比。采用分数阶功率分配、增益比功率分配和静态功率分配方法,研究系统平均和速率随LED半功率角、光电检测器的视场角(FOV)和功率分配因子的变化规律。仿真结果表明,系统平均和速率随着半功率角、FOV和功率分配因子的变化而变化,可以通过优化半功率角、FOV和功率分配因子达到系统平均和速率最大化。

关键词：光通信可见光通信非正交多址接入直流偏置光正交频分复用多径信道串行干扰抵消

可见光通信光正交频分复用系统符号分解技术抑制LED非线性失真研究

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中国激光 2020年第4期47卷 226-234页

作者：贾科军杨博然陆皓郝莉兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050 西南交通大学信息科学与技术学院四川成都610031

传统重复信号限幅(ISC)技术可以减小非线性LED光正交频分复用(O-OFDM)系统的非线性限幅噪声影响。但ISC系统需要多个LED同时发光,同步和硬件实现复杂,并且误码率(BER)随着信道增益差异的增大而变大。基于此,提出基于单个LED的O-OFDM符... 详细信息

传统重复信号限幅(ISC)技术可以减小非线性LED光正交频分复用(O-OFDM)系统的非线性限幅噪声影响。但ISC系统需要多个LED同时发光,同步和硬件实现复杂,并且误码率(BER)随着信道增益差异的增大而变大。基于此,提出基于单个LED的O-OFDM符号分解串行传输系统,对O-OFDM符号进行限幅分解,然后串行组帧,最后输入到单个LED中。推导了系统理论信噪比表达式,并建立了蒙特卡罗误码率和误差矢量幅度(EVM)仿真模型。结果表明,随着符号分解次数增大,EVM和BER性能显著变好,但通信速率略有下降,并且直流偏置会影响EVM和BER性能。本系统实现简单,避免了信道增益差异引起的BER变差问题。

关键词：光通信光正交频分复用重复信号限幅符号分解限幅噪声误差矢量幅度

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弱湍流信道中的调制技术

中国激光 2009年第3期36卷 569-573页

作者：贾科军薛建彬彭铎张玺君兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050

基于弱湍流的无线光通信系统信道模型,对开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调(DPPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)和双头脉冲间隔调制(DH-PIM)调制方式的符号结构、发射功率、传输带宽以及误包率进行了理论推导和对比分析。... 详细信息

基于弱湍流的无线光通信系统信道模型,对开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调(DPPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)和双头脉冲间隔调制(DH-PIM)调制方式的符号结构、发射功率、传输带宽以及误包率进行了理论推导和对比分析。结果表明,PPM必须需要符号同步和时隙同步,而DPIM、DPPM、DH-PIM调制只要求时隙同步。OOK的平均发射功率最大,PPM的平均发射功率最小,DH-PIM比OOK小但是比DPIM和DPPM大,DPIM发射功率特性略优小于DPPM。当M=6时与OOK调制平均发射功率比较,PPM调制节约功率约15 dB,DPPM和DPIM调制节约功率约12 dB,当α=2时DH-DPIM调制节约功率约10 dB。OOK带宽需求最小,PPM带宽需求最大,DPIM的带宽特性略大于DPPM,DH-PIM带宽需求大于OOK但小于DPPM。当M=6时与OOK带宽比较,PPM带宽需求约为OOK的11倍,DPPM和DPIM的带宽需求约为OOK的6倍,当α=2时DH-DPIM带宽需求为OOK的3倍。在相同平均背景光子和相同平均光脉冲接收光子的条件下PPM、DPIM、DPPM、DH-PIM和OOK调制方式的误包率依次增大。

关键词：无线光通信调制技术弱湍流信道误包率