J I A N G S U U N I V E R S I T Y数字通信研读报告所属学院：电气信息工程学院专业班级：电气硕1604姓名：郑敬豪汤明皓任课教师：张文策一研读论文题目：Iterative Receiver for Flip-OFDM in Optical Wireless Communication作者：Nuo Huang, Jun-Bo Wang, Cunhua Pan, Jin-Yuan Wang, Yijin Pan, and Ming Chen出处：IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 27, NO. 16, AUGUST 15, 2015内容摘要：为了保证光无线通信系统中的非负信号，翻转正交频分复用（Flip-OFDM）在两个连续的OFDM子帧（分别为正子帧和负子帧）上传输信号的正部分和负部分。
用于Flip-OFDM的常规接收机通过从正的子帧减去负的子帧来恢复数据。
信号分析显示两个子帧中的信号包含所发送的数据的信息，并且可以一起使用来解码数据。
然后作者提出迭代接收机以通过利用两个子帧中的信号来改善Flip-OFDM的传输性能。
仿真结果表明，作者所提出的迭代接收机相对于传统接收机提供了显著的信噪比增益。
此外，迭代接收机性能也胜过现有的高级接收机。
关键词：Optical Wireless Communication (OWC)，Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)，Flip-OFDM，Iterative Receiver二任务安排1.翻译论文，初步掌握论文研究内容《光无线通信中的Flip-OFDM的迭代接收机》2.查找“光无线通信”、“Flip-OFDM”、“迭代接收机”的相关资料，以及查阅论文参考文献（部分）[1] H. L. Minh et al., “100-Mb/s NRZ visible light communications usinga postequalized white LED,” IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 21, no. 15, pp. 1063–1065, Aug. 1, 2009.[2] J.-B. Wang, Q.-S. Hu, J. Wang, M. Chen, and J.-Y. Wang, “Tight bounds on channel capacity for dimmable visible light communications,” J. Lightw. Technol., vol. 31, no. 23, pp. 3771–3779, Dec. 1, 2013.[3] J. Armstrong, “OFDM for optical communications,” J. Light w. Technol., vol. 27, no. 3, pp. 189–204, Feb. 1, 2009.[4] D. J. F. Barros, S. K. Wilson, and J. M. Kahn, “Comparison of orthogonal frequency-division multiplexing and pulse-amplitude modulation in indoor optical wireless links,” IEEE Trans. Commun., vol. 60, no. 1, pp. 153–163, Jan. 2012.[5] N. Huang, J.-B. Wang, J. Wang, C. Pan, H. Wang, and M. Chen, “Receiver design for PAM-DMT in indoor optical wireless links,” IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 27, no. 2, pp. 161–164, Jan. 15, 2015.[6] J. Armstrong and B. Schmidt, “Comparison of asymmetrically clipped optical OFDM and DC-biased optical OFDM in AWGN,” IEEE Commun.Lett., vol. 12, no. 5, pp. 343–345, May 2008. [9] N. Fernando, Y. Hong, and E. Viterbo, “Flip-OFDM for optical wireless communications,” i n Proc. IEEEInf. Theory Workshop (ITW), Oct. 2011, pp. 5–9.[10] D. Tsonev and H. Haas, “Avoiding spectral efficiency loss in unipolar OFDM for optical wireless communication,” in Proc. IEEE Int. Conf. Commun. (ICC), Jun. 2014, pp. 3336–3341.[14] J. Karo ut, E. Agrell, K. Szczerba, and M. Karlsson, “Optimizing constellations for single-subcarrier intensity-modulated optical systems,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 58, no. 7, pp. 4645–4659, Jul. 2012.3.阅读文献，精度论文研究背景：（1）光无线通信（OWC）：是光通信的一种形式，具有独特的优势，如丰富的频谱资源和高通信安全性。
可实现宽带传输，组网机动灵活，无需频率申请，并且抗电磁干扰，保密性好，因此如今对无线光通信的研究受到了广泛的重视。
随着广泛部署的发光二极管（LED），光学无线通信（OWC）已经吸引了越来越多的学术界和工业界的兴趣。
OWC预计是射频（RF）系统的一个有吸引力的替代品，特别是在室内场景。
此外，照明和通信的融合使OWC成为最重要的绿色技术。
（2）翻转正交频分复用（Flip-OFDM）：为了实现高数据速率和减轻符号间干扰（ISI），正交频分复用（OFDM）已被应用于OWC 。
由于强度调制和直接检测（IM / DD）通常用于OWC系统中，所以发射的信号必须是实数和非负数。
可以通过在OFDM子载波上施加Hermitian对称性来获得实时时域信号。
此外，为了处理OFDM信号中的双极性的问题，已经为OWC提出了几种OFDM方案。
作者提出一种名为Flip-OFDM的新型OFDM技术，其中信号的正部分和负部分分别在两个连续的OFDM子帧上传输。
并且Flip-OFDM可以被修改以接近DCO-OFDM的频谱效率而没有偏置，这有助于Flip-OFDM在OWC中的实际应用。
（3）国外现状：剑桥大学研究了多LED阵列可见光通信系统（MIMO-VLC）。
研究组于2009年在IEEE JOURNAL on Selected Area in Communications 杂志上发表了相关论文，被引用高达100多次。
LED通信系统可以利用室内屋顶大量分布的LED照明器件实现高能效、广覆盖的室内通信系统，MIMO-VLC是实现大容量并行通信系统的基础架构。
爱丁堡大学有研究组研究了100 Gbit/s可见光接入系统。
相关论文于2014年底发表于Optic Express杂志。
采用DCO-OFDM调制进行了理论与实验分析。
基于多个波长的波分复用技术，在每个信道3.4 Gbit/s的传输速率基础上，若一共36个信道，则可能带来100 Gbit/s 容量的室内高速接入。
密歇根大学有研究组研究了基于手机滚动快门效应的成像接收可见光通信系统。
研究论文发表于2014 MobiCom会议。
基于LED 最简单的光调制方式为OOK调制，即通过调制光的明暗闪烁来传输信息。
手机滚动快门效应是指手机摄像头在获取一帧图像时实际上会进行多次快门曝光，因此利用这一效应就能够抓取LED的高频闪烁，即通过一帧图像识别LED的闪烁信息。
当手机快门曝光频率高于LED闪烁频率时，能够无失真地得到LED的闪烁图像，随后用DSP 算法获取出LED闪烁频率及传送的数据信息。
（4）国内现状：我国对光无线通信系统的跟踪报道始于2006年，西安理工大学的丁德强与柯熙政对可见光通信及其关键技术做了介绍。
同年，暨南大学的胡国永、陈长缓等人提出并分析了基于白光LED的室内无线通信系统，对LED光源特性、通信链路及信道模型进行分析。
长春理工大学、吉林大学、浙江大学等对室内可见光通信系统及其调制解调技术都有相关研究。
2012年，复旦大学的迟楠等人提出一种基于副载波复用的新型的多输入单输出（MISO)正交频分复用（OFDM)可见光通信系统，在没有任何均衡的情况下，使得系统的传输距离可达140cm。
2013年，迟楠等人开始研究引入MIMO(多输入多输出）技术以提高系统的通信速率，2014年开始研究利用可见光通信进行室内定位，这是可见光通信技术应用的一个极具发展前景的新领域。
目前复旦大学借助任意波形发生器（AWG)直接生成ACO-OFDM信号加载到LED芯片上进行传输，可使传输速率达到750Mb/s。
光无线通信技术的应用领域多样，用户数量巨大，具有很好的发展前景，光无线通信技术的实用化值得期待。
研究方法及系统模型：论文先通过Flip-OFDM发射机的框图（如下）介绍了Flip-OFDM的实现方法。
随后介绍了常规接收机，在用于Flip-OFDM的常规接收机中，通过从正的信号块中减去负信号块来恢复数据。
这种方法简单直接。
然而，它增加了接收符号的噪声方差，使得性能比具有相同调制方法的双极OFDM的性能差得多。
为了改善Flip-OFDM的性能，有学者提出了一种时域噪声滤波技术，并进行了研究。
然而，该算法没有充分利用信号结构。
在本文中,作者通过充分利用接收信号的结构，提出了用于Flip-OFDM的迭代接收机，仿真结果证实了所提出的迭代接收机优于其他接收机。
常规接收机可以表示为：作者提出的接收机可以表示为：利用迫零估计器，进而迭代求输入信号。
在LOS 信道中，可以进一步推算出：通过应用DFT 的加性属性，等效X 的估计的时域形式可以表示为：从上式中可以观察到，在LOS 信道中，常规接收机和提出的接收机之间的主要区别是乘以)n (y 或)n (y -的权重。