在长、宽和高分别为6m、6m、4m的房间内,安装垂直指向地面的、距屋顶中心垂直距离0.5m的LED,PD垂直指向屋顶、位于高度为0.85m的工作平台上。采用第2章的离散多径信道模型,信道仿真参数如表4.1所示。自适应算法仿真参数如表4.2所示。采用 Chow、Hughes-Hartogs、Fischer自适应算法、4QAM调制,IFFT/FFT长度N=256。ACO-OFDM和DCO-OFDM分别只有64和127个子载波携带信息,预尺度变换因子α=0.8971。
表4.1 离散多径信道仿真参数
表4.2 自适应算法仿真参数
图4.3所示为光电检测器位于室内3个典型位置(3,3,0.85)、(1.5,1.5,0.85)和(0.5,0.5,0.85)时,DCO-OFDM系统的子信道增益图。可以看出,当PD在房间中心时,能收到LOS和反射信号,因为LOS信道强度远大于反射信道,所以子载波增益平坦。当 PD从中心往外到(1.5,1.5,0.85)时,LOS信道变小,反射增大,子信道增益开始变化,信道条件差异增大。当PD移动到(0.5,0.5,0.85)时,接收不到LOS信号,只能收到反射信号,子信道增益出现了低通特性。以下以 PD处于(0.5,0.5,0.85)为例,分析光OFDM系统中自适应算法性能。
图4.3 PD不同位置时子信道增益
图4.4为ACO-OFDM和DCO-OFDM系统分别使用Chow、Hughes-Hartogs、Fischer算法的误码率性能,DCO-OFDM的直流偏置是7dB。可以看出,自适应系统和等比特分配的BER性能近似。在保证BER性能的前提下,进行自适应比特功率分配,以达到节约功率的目的。
图4.4 ACO-OFDM和DCO-OFDM系统采用三种算法的误码率性能
图4.5和图4.6分别为ACO-OFDM和DCO-OFDM根据子信道状态信息的比特功率分配结果。可以看出,当子载波信道增益比较大时,即信道状态好,分配的比特多;当信道增益减小时,即信道状态变差,分配的比特数逐渐变少,当子载波信道增益非常小时,该子载波甚至不分配比特。如果传输相同的比特数,则信道增益小的子载波需要的功率要大于增益大的子载波。信道增益大的子信道注入的功率较多(传输较多比特),信道增益小的子信道注入的功率较少(传输较少比特),不分配比特时不注入功率。
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图4.5 ACO-OFDM系统的比特分配和功率分配
图4.6 DCO-OFDM系统的比特分配和功率分配
表4.3 自适应ACO-OFDM功率
表4.4 自适应DCO-OFDM功率
表4.5为ACO-OFDM和DCO-OFDM系统使用Fischer自适应算法,在信息速率相同(IFFT长度分别为256和128)时,自适应光功率和电功率的比较。从结果可知,ACO-OFDM比DCO-OFDM节约功率,这是因为ACO-OFDM不需要直流偏置,同时不受限幅噪声的影响。
表4.5 比较ACO-OFDM和DCO-OFDM功率结果
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