This paper proposes a novel unipolar transceiver for visible light communication (VLC) by using orthogonal waveforms. The main advantage of our proposed scheme over most of the existing unipolar schemes in the literature is that the polarity of the real-valued orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) sample determines the pulse shape of the continuous-time signal and thus, the unipolar conversion is performed directly in the analog instead of the digital domain. Therefore, our proposed scheme does not require any direct current (DC) biasing or clipping as it is the case with existing schemes in the literature. The bit error rate (BER) performance of our proposed scheme is analytically derived and its accuracy is verified by using Matlab simulations. Simulation results also substantiate the potential performance gains of our proposed scheme against the state-of-the-art OFDM-based systems in VLC; it indicates that the absence of DC shift and clipping in our scheme supports more reliable communication and outperforms the asymmetrically clipped optical-OFDM (ACO-OFDM), DC optical-OFDM (DCO-OFDM) and unipolar-OFDM (U-OFDM) schemes. For instance, our scheme outperforms ACO-OFDM by at least 3 dB (in terms of signal to noise ratio) at a target BER of 10−4, when considering the same spectral efficiency for both schemes.

中文翻译：

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一种用于可见光通信的新型单极传输方案

本文通过使用正交波形提出了一种用于可见光通信 (VLC) 的新型单极收发器。与文献中大多数现有单极性方案相比，我们提出的方案的主要优点是实值正交频分复用 (OFDM) 样本的极性决定了连续时间信号的脉冲形状，因此，单极性转换直接在模拟而不是数字域中执行。因此，我们提出的方案不需要任何直流 (DC) 偏置或削波，因为文献中的现有方案就是这种情况。我们提出的方案的误码率 (BER) 性能是通过分析导出的，并通过使用 Matlab 模拟来验证其准确性。仿真结果也证实了我们提出的方案相对于 VLC 中最先进的基于 OFDM 的系统的潜在性能增益；这表明我们的方案中没有 DC 偏移和限幅支持更可靠的通信，并且优于非对称限幅光 OFDM (ACO-OFDM)、DC 光 OFDM (DCO-OFDM) 和单极性 OFDM (U-OFDM) 方案. 例如，当考虑到两种方案的相同频谱效率时，我们的方案在 10-4 的目标 BER 下比 ACO-OFDM 的性能至少高出 3 dB（在信噪比方面）。DC 光 OFDM (DCO-OFDM) 和单极性 OFDM (U-OFDM) 方案。例如，当考虑到两种方案的频谱效率相同时，我们的方案在 10-4 的目标 BER 下比 ACO-OFDM 的性能至少高出 3 dB（在信噪比方面）。DC 光 OFDM (DCO-OFDM) 和单极性 OFDM (U-OFDM) 方案。例如，当考虑到两种方案的频谱效率相同时，我们的方案在 10-4 的目标 BER 下比 ACO-OFDM 的性能至少高出 3 dB（在信噪比方面）。