利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021106457805
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.混合自适应偏置的O‑OFDM的可见光通信系统,所述可见光通信系统包括发射端和接收端,所述发射端与所述接收端通过VLC光信道连接;

所述发射端包括:数据分配器、混合自适应偏置调制器、数模转换器及LED;其中,所述数据分配器、所述混合自适应偏置调制器、所述数模转换器及所述LED依次连接;

所述接收端包括:光电转换器、模数转换器、混合自适应偏置解调器、数据结合器;其中,所述光电转换器、所述模数转换器、所述混合自适应偏置解调器及所述数据结合器依次连接;

所述混合自适应偏置调制器还包括QAM调制器和PAM调制器;

在所述发射端,所述数据分配器对原始数据D进行计算并划分为数据D1、数据D2及数据D3;所述数据D1、所述数据D2及所述数据D3均由所述混合自适应偏置调制器进行调制,调制过程如下:所述数据D1通过加载到序列为2m+1的子载波进行传输,并经过所述QAM调制器形成QAM信号,所述数据D2通过加载到序列为4m+2子载波进行传输,并经过所述QAM调制器形成QAM信号,所述数据D3通过加载到序列为4m的子载波进行传输,并经过所述PAM调制器形成PAM信号;

在所述发射端,所述混合自适应偏置调制器对调制之后的PAM信号进行裁剪处理,然后将两组QAM信号叠加之后经傅里叶逆变换得到的时域信号和裁剪后的PAM信号经傅里叶逆变换得到的时域信号进行叠加,并引入自适应偏置sn,确保信号的非负性,并且使引入自适应偏置sn带来的噪声不影响信号解调,输出混合信号zn;

在所述接收端,所述混合自适应偏置解调器还包括PAM解调器和QAM解调器;所述发射端的混合信号zn经所述数模转换器转换并传输到所述接收端,由所述模数转换器转换成混合信号zn';

所述混合自适应偏置解调器对所述混合信号zn'进行解调的过程如下:

所述混合信号zn'经过傅里叶变换,得到PAM信号和两组QAM信号,同时输出PAM信号和QAM信号,PAM信号经过PAM解调器,得到解调后的PAM信号D3’;两组QAM信号经过QAM解调器,得到解调后的两组QAM信号D1’和D2’;将解调后的两组QAM信号D1’和D2’和解调后PAM信号D3’经过数据结合器恢复出原始数据D’。

2.一种可见光通信方法,所述方法应用于如权利要求1所述的混合自适应偏置的O‑OFDM的可见光通信系统的发射端,所述方法包括如下步骤:步骤一:原始传输数据D经过数据分配器计算分成三组数据D1、数据D2和数据D3,并由混合自适应偏置调制器分别进行调制,所述数据D1仅在序列为2m+1子载波中进行传输并采用QAM调制器进行调制,得到频域信号X1,所述数据D2仅在序列为4m+2子载波中进行传输并采用QAM调制器进行调制,得到频域信号X2,所述数据D3仅在序列为4m的子载波中进行传输并采用PAM调制器进行调制,得到频域信号Y,其中,m=0,1,…,N/8,N为子载波的数量,每一组用于传输信号的子载波数量均为N;

步骤二:由所述混合自适应偏置调制器将频域信号X1和频域信号X2叠加,得到频域信号X,并将频域信号X经过傅里叶逆变换,得到时域信号xn,将频域信号Y经过傅里叶逆变换,得到时域信号yn,并且对时域信号yn进行裁剪,得到裁剪的时域信号qn,然后叠加时域信号xn和裁剪的时域信号qn,得到混合信号wn,再添加自适应偏置sn,确保混合信号wn的非负性,并且使引入自适应偏置sn带来的噪声不影响信号解调,得到新的混合信号zn;

步骤三:由所述混合自适应偏置调制器将混合信号zn加入循环前缀,并传输至数模转换器,得到模拟信号,所述模拟信号驱动LED发光,并转换为光信号,所述光信号通过VLC信道传输至接收端。

3.根据权利要求2所述的一种可见光通信方法,其特征在于,所述混合自适应偏置调制器在对数据进行调制时,将偶数子载波中序列为4m+2的子载波的实部和虚部都进行调制并传输数据,序列为4m的子载波仅调制虚部来传输数据,以提高系统的频谱利用率。

4.根据权利要求2所述的一种可见光通信方法,其特征在于,

引入的自适应偏置sn满足以下条件:

sn+wn≥0,n=0,1,···,N‑1。

5.根据权利要求4所述的一种可见光通信方法,其特征在于,

所述自适应偏置sn最终满足条件:

6.一种可见光通信方法,所述方法应用于如权利要求1所述的混合自适应偏置的O‑OFDM的可见光通信系统的接收端,所述方法包括如下步骤:步骤一:光电转换器接收由VLC信道传输的光信号,并将所述光信号转换为电信号,所述电信号经过模数转换器(ADC)后,得到接收端的混合信号zn',由混合自适应偏置解调器对混合信号zn'进行解调,移出循环前缀,对所述混合信号zn'进行傅里叶变换(FFT),得到接收端频域信号X'及频域信号Y',频域信号X'根据发射端的叠加规则而分离出频域信号X'1和频域信号X'2,最后输出三组频域信号X'1,X'2和Y';

步骤二:频域信号Y'经过PAM解调器,得到解调的PAM信号D3’,同时将频域信号X'1和频域信号X'2送入QAM解调器,分别得到解调的QAM信号D1’和D2’;

步骤三:将解调后的三组信号D3’和D2’及D1’传输至数据结合器,经过数据结合器恢复出原始数据D’。