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胡亚农,童峥嵘:IPTS压扩算法降低CO-OFDM系统PAPR的研究[J]. 光通信技术,2018,42(3):1-4.

IPTS压扩算法降低CO-OFDM系统PAPR的研究

胡亚农,童峥嵘

(天津理工大学 电气电子工程学院,天津 300384)

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摘要:针对相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中存在较高的峰均比(PAPR)问题,提出了一种翻转迭代部分传输序列(IPTS)联合压扩算法的IPTS压扩新算法。通过CO-OFDM系统进行了仿真实验证明,该算法在压扩迭代系数m=3、子块分割数V=4、压扩系数为μ=2,互补累积分布函数(CCDF)值为10-4时,与IPTS算法和μ律压扩变换相比,其PAPR性能分别提高了3.53dB和1.21dB。在误码率(BER)为10-3时,IPTS压扩算法(m=3,V=4,μ=2)所需要的光信噪比(OSNR)比IPTS算法(V=4)和μ律压扩算法(μ=2)分别增加了2.51dB和0.58dB。

关键词:相干光正交频分复用;翻转迭代部分传输序列;压扩变换;峰均比;误码率

中图分类号:TN929.1  文献标志码:文章编号:1002-5561(2018)03-0001-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.03.001

0 引言
    正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波调制技术,利用各个子载波之间的正交性实现数据的高速并行传输,具有频谱利用率高、抗多径衰落能力强等优点[1,2]。但是同无线OFDM一样,较高的峰均比(PAPR)是CO-OFDM系统存在的一个严重问题。高PAPR不仅会导致功率放大器、马赫-曾德尔调制器(MZM)等器件工作在非线性工作区域,还会增强光纤的非线性效应,对系统的性能产生不良的影响[3,4]。目前,许多降低信号PAPR的方法已经被提出来,如迭代限幅滤波算法[5]通过多次迭代来达到降低PAPR的目的,增加了计算的复杂度;LDPC编码结合PTS算法[6]有效地降低信号的PAPR,但是编码效率比较低,受子载波个数的影响比较大;循环移位序列[7]通过降低输入序列的相关性来降低信号的PAPR;基于哈达玛变换的压扩算 法[8],计算复杂度比较低,但是降低信号的PAPR不明显。本文主要介绍IPTS压扩算法的基本原理,提出一种改进的压扩变换的算法。

4 结束语
    IPTS压扩算法在保持了原来IPTS算法计算复杂度较低的基础上,提出了重复迭代压扩的算法,通过多次循环迭代能够进一步降低信号的PAPR,但是随着迭代次数的增加,IPTS压扩算法的误码率性能会有所下降。通过基于Matlab和Optisystem软件搭建的CO-OFDM系统可以看出,IPTS压扩算法能够降低电域OFDM信号的PAPR,减小高PAPR对器件的非线性影响,系统的误码率性能介于两种单一算法之间。由此可见,随着迭代次数的增加,IPTS压扩算法是以牺牲了一定的误码率性能为代价来提高系统的PAPR性能。由于该方法是在射频发射端对信号进行降低PAPR的处理,因此,IPTS压扩算法同样适用于光OFDM系统,并不受接收端检测方式的影响。