一種led陣列可見光通信系統(tǒng)及其通信方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于DFT-S?OFDM的LED陣列可見光通信系統(tǒng)及其通信方法，使用由多個(gè)LED芯片組成的LED光源作為發(fā)射端，通過對(duì)每個(gè)LED芯片單獨(dú)驅(qū)動(dòng)形成了互不干擾的LED陣列發(fā)射系統(tǒng)。每個(gè)LED發(fā)射機(jī)均采用DFT-S?OFDM調(diào)制方式，且占用不同的OFDM頻帶資源，并通過對(duì)OFDM頻域子載波加以圓周共軛對(duì)稱的約束保證了OFDM基帶數(shù)據(jù)的實(shí)數(shù)性，并提供了集中式和交錯(cuò)式兩種DFT-S?OFDM模式在可見光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的DFT-S技術(shù)能顯著地抑制可見光通信系統(tǒng)的峰均功率比，并且在誤比特率性能上獲得了明顯的頻域分集增益，同時(shí)LED陣列發(fā)射的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證了系統(tǒng)傳輸速率不受影響。
【專利說明】一種LED陣列可見光通信系統(tǒng)及其通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可見光通信的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于DFT-S OFDM的LED陣列可見光通信系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，可見光通信已經(jīng)成為無線通信中的熱門領(lǐng)域。與傳統(tǒng)無線電通信相比，可見光通信是一種比無線電波更加綠色健康的通信方式，同時(shí)它還具有更加豐富的頻譜資源、更高的保密性以及無需許可證等優(yōu)勢(shì)。
[0003]室內(nèi)可見光通信研究致力于將高速無線數(shù)據(jù)傳輸與普通室內(nèi)照明相結(jié)合。為了提供足夠的光照強(qiáng)度，現(xiàn)有室內(nèi)LED照明光源多數(shù)都由多個(gè)LED芯片組成。通過獨(dú)立調(diào)制和驅(qū)動(dòng)一個(gè)光源上的各個(gè)LED芯片，可以在發(fā)射端形成一個(gè)LED陣列系統(tǒng)，同時(shí)傳輸不同的數(shù)據(jù)流。
[0004]為了提高可見光通信系統(tǒng)的傳輸速率，正交頻分復(fù)用技術(shù)(英文簡(jiǎn)稱0FDM)已經(jīng)被引入到可見光通信中。除了頻譜利用率極高且能有效對(duì)抗碼間干擾之外，可見光OFDM系統(tǒng)有其區(qū)別于普通OFDM的獨(dú)特性質(zhì)。由于可見光通信通常采取強(qiáng)度調(diào)制和直接檢測(cè)的方法，可見光OFDM基帶信號(hào)必須滿足正實(shí)數(shù)性質(zhì)的要求。現(xiàn)有的可見光OFDM方案主要有直流偏置光OFDM (英文簡(jiǎn)稱DC0-0FDM)和非對(duì)稱光OFDM (英文簡(jiǎn)稱AC0-0FDM)，前者易于實(shí)現(xiàn)且具有更高的頻譜利用率，然而因?yàn)樾枰谛盘?hào)上疊加直流偏置電壓而降低了有效功率利用率。
[0005]星座圖可以看成數(shù)字信號(hào)的一個(gè)“二維眼圖”陣列，同時(shí)符號(hào)在圖中所處的位置具有合理的限制或判決邊界。代表各接收符號(hào)的點(diǎn)在圖中越接近，信號(hào)質(zhì)量就越高。由于屏幕上的圖形對(duì)應(yīng)著幅度和相位，陣列的形狀可用來分析和確定系統(tǒng)或信道的許多缺陷和畸變，并幫助查找其原因。在數(shù)字調(diào)制中，我們可以通過星座圖來觀察相位的變化、噪聲干擾、各矢量點(diǎn)之間的相位轉(zhuǎn)移軌跡等狀況，通過星座圖，我們可以很容易地看出各矢量調(diào)制的頻譜利用率情況，應(yīng)該說，改變基帶信號(hào)的相位轉(zhuǎn)移軌跡也就改變了調(diào)制信號(hào)的頻譜特性。
[0006]高峰均功率比(英文簡(jiǎn)稱PAPR)是OFDM系統(tǒng)的主要弊端之一。在DCO-OFDM系統(tǒng)中，過高的峰均比不但會(huì)引起信號(hào)在經(jīng)過功率放大器時(shí)出現(xiàn)非線性失真，還會(huì)導(dǎo)致需要疊加的直流偏置電壓過大而大大降低有效功率利用率。因此峰均比抑制在可見光通信系統(tǒng)中顯得尤為重要。在傳統(tǒng)無線電通信中，人們已經(jīng)提出了限幅、壓縮擴(kuò)展、選擇性映射法以及部分序列傳輸法等抑制峰均比的方法，然而它們大都以犧牲系統(tǒng)誤比特率(英文簡(jiǎn)稱BER)性能或大大增加計(jì)算復(fù)雜度為代價(jià)。
[0007]離散傅里葉擴(kuò)展OFDM (以下簡(jiǎn)稱DFT-S OFDM)是一種性能突出的峰均比抑制技術(shù)，已經(jīng)被應(yīng)用于LTE上行鏈路方案。DFT-S OFDM在OFDM調(diào)制前進(jìn)行FFT操作將符號(hào)擴(kuò)散到頻域中，并不影響到OFDM信號(hào)的正交性。通過將快速傅立葉變換(以下簡(jiǎn)稱FFT)操作后的符號(hào)按一定分配方式排列在OFDM頻域子載波上，可以使得快速傅立葉逆變換(以下簡(jiǎn)稱IFFT)變換后的部分OFDM時(shí)域信號(hào)呈現(xiàn)單載波信號(hào)性質(zhì)，從而降低了峰均比。然而由于可見光信道對(duì)基帶信號(hào)具有實(shí)數(shù)性的要求，傳統(tǒng)的DFT-S結(jié)構(gòu)已經(jīng)不適用于可見光通信中，需要改進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使得DFT-S OFDM信號(hào)既滿足實(shí)數(shù)性質(zhì)要求，又能夠達(dá)到顯著的峰均比抑制效果，同時(shí)還不會(huì)影響到系統(tǒng)傳輸速率等性能指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于DFT-S OFDM的LED陣列可見光通信系統(tǒng)及其方法，有效地保證可見光基帶信號(hào)正實(shí)數(shù)的特性，能夠顯著地降低可見光系統(tǒng)峰均比，并在不損失任何系統(tǒng)傳輸速率的前提下獲得BER性能增益。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種LED陣列可見光通信系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端；
[0011 ] 發(fā)射端包括DFT-S-OFMA調(diào)制器和至少一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊，所述DFT-S-OFMA調(diào)制器用于對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行DFT-S-OFMA調(diào)制，并生成電信號(hào)發(fā)送給LED驅(qū)動(dòng)模塊；所述LED驅(qū)動(dòng)模塊用于將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。
[0012]接收端包括PIN接收機(jī)和DFT-S-OFMA解調(diào)器，所述PIN接收機(jī)用于接收發(fā)射端發(fā)送的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給DFT-S-OFMA解調(diào)器；所述DFT-S-OFMA解調(diào)器用于對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行DFT-S-OFMA解調(diào)。
[0013]發(fā)射端采用一個(gè)由多個(gè)LED芯片組成的LED照明光源，每個(gè)LED芯片被獨(dú)立調(diào)制，從而構(gòu)成多個(gè)LED陣列發(fā)射系統(tǒng)。每個(gè)LED子發(fā)射機(jī)都采用了 Bias-Tee結(jié)構(gòu)疊加直流偏置使得信號(hào)為正，且占用與其他LED不同的OFDM頻段，即相互之間保持嚴(yán)格的頻率正交性。這樣在接收端只需要一個(gè)接收機(jī)同時(shí)接收來自LED陣列的光信號(hào)并執(zhí)行一次FFT變換，即能完成OFDM解調(diào)并恢復(fù)出各個(gè)LED子發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)。
[0014]本發(fā)明還提供了一種LED陣列可見光通信系統(tǒng)所采用的通信方法，包括如下步驟:
[0015](I)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行DFT-S-OFMA調(diào)制，并生成電信號(hào)；
[0016](2)將步驟(I)生成的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并發(fā)送；
[0017](3)接收步驟(2)發(fā)送的光信號(hào)換為電信號(hào)；
[0018](4)對(duì)步驟(3)生成的電信號(hào)進(jìn)行DFT-S-OFMA解調(diào)，從而還原步驟(I)所述輸入數(shù)據(jù)。
[0019]為降低系統(tǒng)峰均比，每個(gè)LED子發(fā)射機(jī)均采用DFT-S OFDM的調(diào)制方法。對(duì)于星座圖映射之后的數(shù)據(jù)符號(hào)，先進(jìn)行DFT擴(kuò)展操作將時(shí)域信號(hào)擴(kuò)散到頻域中，再通過一定的OFDM子載波分配方式映射到OFDM相應(yīng)頻段。由于可見光通信對(duì)基帶信號(hào)有實(shí)數(shù)的要求，我們對(duì)OFDM頻域子載波的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)加以圓周共軛對(duì)稱的限制，即將有效符號(hào)僅放置于頻域子載波前半段，而后半段對(duì)應(yīng)填充共軛對(duì)稱數(shù)據(jù)。
[0020]具體地說，DFT-S OFDM根據(jù)子載波分配方式的不同可以分為集中式DFT-S OFDM和交錯(cuò)式DFT-S 0FDM。假設(shè)DFT擴(kuò)散的FFT操作點(diǎn)數(shù)為M點(diǎn)，OFDM調(diào)制的IFFT操作點(diǎn)數(shù)為N點(diǎn)，滿足N=2QM (Q為正整數(shù)，是通信系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù))的關(guān)系。集中式DFT-S模式對(duì)星座映射后的符號(hào)首先進(jìn)行M點(diǎn)FFT操作，將產(chǎn)生的M點(diǎn)符號(hào)分配到OFDM的連續(xù)M個(gè)頻域子載波上，其余的(Q-1)M個(gè)子載波補(bǔ)零。而第QM+2到第N個(gè)頻域子載波上則分別填充其關(guān)于第QM+1個(gè)子載波對(duì)稱的前半段子載波上的符號(hào)的共軛對(duì)稱數(shù)據(jù)。OFDM的第I個(gè)和第QM+1個(gè)子載波需填充實(shí)數(shù)。而交錯(cuò)式DFT-S模式與之不同之處在于，將M點(diǎn)FFT操作后的符號(hào)從前半段某一個(gè)OFDM頻域子載波開始每隔Q-1個(gè)子載波放置一個(gè)有效符號(hào)，兩個(gè)有效符號(hào)之間填充Q-1個(gè)零，直到第QM個(gè)子載波。對(duì)于后半段的頻域子載波，進(jìn)行與集中式DFT-S相同的共軛對(duì)稱操作。
[0021]更進(jìn)一步的，步驟(I)包括如下步驟:
[0022](11)設(shè)DFT擴(kuò)散的FFT操作點(diǎn)數(shù)為M點(diǎn)，對(duì)輸入數(shù)據(jù){xk，k = 0，1，...，M-1}進(jìn)行M點(diǎn)DFT操作，將其轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào){Xu I = 0，1，...，M-1}；
[0023](12)設(shè)OFDM頻域子載波數(shù)目為N，LED驅(qū)動(dòng)模塊的數(shù)目為L(zhǎng)，將N個(gè)OFDM頻域子載波分配給L個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊，特別的，本發(fā)明中OFDM頻域子載波N=S*L，且S為正整數(shù)，即N個(gè)OFDM頻域子載波平均分配給L個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊。然后根據(jù)子載波分配規(guī)則將步驟(11)獲得的頻域信號(hào)=映射到N個(gè)OFDM頻域子載波上，并進(jìn)行圓周共軛對(duì)稱排布處理；
[0024](13)對(duì)步驟(12)處理后的頻域信號(hào)(X1, I = 0，1，...，M_1}進(jìn)行N點(diǎn)IFFT變換，生成OFDM時(shí)域信號(hào){yn，n = 0，1，...，N-1}，然后在OFDM時(shí)域信號(hào)前加入循環(huán)前綴后輸出；
[0025](14)將步驟(13)輸出的OFDM時(shí)域信號(hào){yn，n = 0，1，...，N_l}進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出。
[0026]更進(jìn)一步的，步驟(12)采用集中式DFT-S OFDM操作時(shí)包括如下步驟:
[0027](121)設(shè)N個(gè)OFDM頻域子載波{yk，k = 1，2，...，N}，將N個(gè)OFDM頻域子載波分配給L個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊，在{yk，k = 1，N/2+1}兩個(gè)子載波上放置實(shí)數(shù)信號(hào)；
[0028](122)將頻域信號(hào)(X1, I = 0，1，...，M-1}映射到OFDM頻域子載波{yk，k =1,2,..., N/2}中M個(gè)連續(xù)的子載波上，其余N/2-M-1個(gè)子載波補(bǔ)零；
[0029](123)將 OFDM 頻域子載波{yk，k = N/2+2, N/2+3, ? ? ?，N}分別填充其關(guān)于第 N/2+1個(gè)子載波對(duì)稱的子載波{yk，k = N/2, N/2-1,...，2}上的符號(hào)的共軛對(duì)稱數(shù)據(jù)。
[0030]更進(jìn)一步的，步驟(12)采用交錯(cuò)式DFT-S OFDM操作時(shí)包括如下步驟:
[0031](121)設(shè)N個(gè)OFDM頻域子載波{yk，k = 1，2，...，N}，將N個(gè)OFDM頻域子載波分配給L個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊，在{yk，k = 1，N/2+1}兩個(gè)子載波上放置實(shí)數(shù)信號(hào)；
[0032](122)隨機(jī)選取OFDM頻域子載波{yk，k = 2，3，...，N/2}中的一個(gè)子載波，設(shè)為{yk, k = T}，將頻域信號(hào){Xu I = 0}映射到子載波{yk，k = T}上，將頻域信號(hào){Xu I = 1}映射到子載波{yk，k = T+N/2M}上，以此類推，每隔N/2M—1個(gè)子載波映射一次，直到完成將頻域信號(hào)(X1, I = 0，1，...，M-1}到 OFDM 頻域子載波{yk，k = 2，3，...，N/2}的映射；
[0033](123)將 OFDM 頻域子載波{yk，k = N/2+2, N/2+3, ? ? ?，N}分別填充其關(guān)于第 N/2+1個(gè)子載波對(duì)稱的子載波{yk，k = N/2, N/2-1,...，2}上的符號(hào)的共軛對(duì)稱數(shù)據(jù)。
[0034]更進(jìn)一步的，步驟(4)包括如下步驟:
[0035](41)對(duì)步驟(3)發(fā)送的電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到解調(diào)前的數(shù)字信號(hào)；
[0036](42)去除步驟(41)獲得的數(shù)字信號(hào)中的循環(huán)前綴，并進(jìn)行N點(diǎn)FFT變換，得到N個(gè)OFDM頻域載波信號(hào)；
[0037](43)對(duì)步驟(42)獲得的N個(gè)OFDM頻域載波信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并根據(jù)估計(jì)的信道抽頭系數(shù)進(jìn)行OFDM頻域均衡；
[0038](44)對(duì)應(yīng)步驟(12)所采用的子載波分配規(guī)則，對(duì)步驟(7)獲得的載波信號(hào)做反向操作，取出M個(gè)有效子載波信號(hào){Xu I = 0,1,..., M-1}，并進(jìn)行M點(diǎn)IDFT操作，最終還原步驟(I)所述輸入數(shù)據(jù){xk, k = O, I,..., M-1}。
[0039]有益效果:(1)本發(fā)明通過對(duì)OFDM子載波數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)施加嚴(yán)格的圓周共軛對(duì)稱限制，保證了每個(gè)LED發(fā)射的DFT-S OFDM基帶信號(hào)為實(shí)數(shù)的性質(zhì)，之后再通過Bias-Tee的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)疊加直流偏置，使得最終基帶信號(hào)為正實(shí)數(shù)信號(hào)，從而適用于可見光通信系統(tǒng)中。(2)本發(fā)明采用集中式DFT-S和交錯(cuò)式DFT-S OFDM兩種模式均能夠有效地抑制可見光系統(tǒng)峰均比，當(dāng)Q增大時(shí)交錯(cuò)式DFT-S的性能更優(yōu)；同時(shí)對(duì)于可見光低通特性的信道，兩種模式下的系統(tǒng)BER性能均獲得了明顯的頻域分集增益，其中交錯(cuò)式DFT-S的增益更大。(3)本發(fā)明在采用DFT-S OFDM技術(shù)后，單個(gè)LED發(fā)射機(jī)的傳輸速率有所下降，但通過LED陣列發(fā)射的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率不會(huì)受到任何影響。同時(shí)由于常用LED照明電源天然具有多個(gè)可獨(dú)立調(diào)制的LED芯片，這樣的一種設(shè)計(jì)非常易于實(shí)現(xiàn)，且在軟硬件方面僅需少量的額外開銷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明提供的LED陣列可見光通信系統(tǒng)的架構(gòu)說明圖。
[0041]圖2為本發(fā)明采用的DFT-S OFDM技術(shù)具體實(shí)施時(shí)應(yīng)用流程圖。
[0042]圖3為本發(fā)明采用的DFT-S OFDM技術(shù)在LED陣列發(fā)射系統(tǒng)中的集中式DFT-S
[0043]OFDM子載波分配方法實(shí)例說明圖。
[0044]圖4為本發(fā)明采用的DFT-S OFDM技術(shù)在LED陣列發(fā)射系統(tǒng)中的交錯(cuò)式DFT-S
[0045]OFDM子載波分配方法實(shí)例說明圖。
[0046]圖5為本發(fā)明所述集中式DFT-S OFDM和交錯(cuò)式DFT-S OFDM系統(tǒng)與普通可見光OFDM系統(tǒng)的峰均比對(duì)比圖。
[0047]圖6為本發(fā)明所述集中式DFT-S OFDM和交錯(cuò)式DFT-S OFDM系統(tǒng)與普通可見光OFDM系統(tǒng)的BER性能對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0049]如圖1所示，本發(fā)明提供的的基于DFT-S OFDM的LED陣列可見光通信系統(tǒng)中，發(fā)射端包括DFT-S-OFMA調(diào)制器和至少一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊DFT-S-OFMA調(diào)制器用于對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行DFT-S-OFMA調(diào)制，并生成電信號(hào)發(fā)送給LED驅(qū)動(dòng)模塊；LED驅(qū)動(dòng)模塊用于將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。
[0050]接收端包括PIN接收機(jī)和DFT-S-OFMA解調(diào)器，PIN接收機(jī)用于接收發(fā)射端發(fā)送的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給DFT-S-OFMA解調(diào)器；DFT-S-0FMA解調(diào)器用于對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行DFT-S-OFMA解調(diào)。
[0051]發(fā)射端采用了由多個(gè)LED芯片組成的LED照明光源。這種滿足要求的LED光源已經(jīng)廣泛用于室內(nèi)照明系統(tǒng)中，如OSRAM公司所生產(chǎn)的OSTAR LEW E2A光源將四個(gè)高性能LED芯片安裝在一個(gè)0.25cm2的陶瓷襯底上。每個(gè)LED芯片都由如框圖內(nèi)所示的驅(qū)動(dòng)電路來獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，即使用一個(gè)Bias-Tee的電路結(jié)構(gòu)在功率放大器放大后的交流實(shí)信號(hào)上疊加一個(gè)足夠大的直流偏置信號(hào)，使得最終的可見光基帶信號(hào)滿足正實(shí)數(shù)要求。發(fā)射端到光源距離接收機(jī)通常有二到三米遠(yuǎn)，而LED芯片之間距離非常近，因此從各個(gè)LED芯片所發(fā)送的信號(hào)所經(jīng)過的可見光信道可認(rèn)為是相同的。由于各個(gè)LED子發(fā)射機(jī)所占用的OFDM頻帶完全正交，在接收端僅用一個(gè)接收機(jī)和一次OFDM解調(diào)就可恢復(fù)出各個(gè)LED所發(fā)送的數(shù)據(jù)。接收機(jī)具體采用了 PIN 二極管加跨阻放大器和電壓放大器的結(jié)構(gòu)。
[0052] 對(duì)于每個(gè)獨(dú)立的LED子發(fā)射系統(tǒng)，本發(fā)明均采用DFT-S OFDM技術(shù)來降低峰均比，其具體流程如圖2(a)所示。本實(shí)例以星座圖調(diào)制為例，對(duì)于星座圖映射所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)符號(hào){xk,k= 0，1，...M-1}，首先進(jìn)行1點(diǎn)0?1'操作將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào){Xul =0，1，...，M-1}，滿足:
【權(quán)利要求】
1.一種LED陣列可見光通信系統(tǒng)，其特征在于:包括發(fā)射端和接收端； 所述發(fā)射端包括DFT-S-OFDM調(diào)制器和至少一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊，所述DFT-S-OFDM調(diào)制器用于對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行DFT-S-OFDM調(diào)制，并生成電信號(hào)發(fā)送給LED驅(qū)動(dòng)模塊；所述LED驅(qū)動(dòng)模塊用于將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)； 所述接收端包括PIN接收機(jī)和DFT-S-OFDM解調(diào)器，所述PIN接收機(jī)用于接收發(fā)射端發(fā)送的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給DFT-S-OFDM解調(diào)器；所述DFT-S-OFMA解調(diào)器用于對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行DFT-S-OFDM解調(diào)。
2.—種權(quán)利要求1所述可見光通信系統(tǒng)所采用的通信方法，其特征在于包括如下步驟: (I)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行DFT-S-OFDM調(diào)制，并生成電信號(hào)； (2 )將步驟(I)生成的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并發(fā)送； (3)接收步驟(2)發(fā)送的光信號(hào)換為電信號(hào)； (4)對(duì)步驟(43)生成的電信號(hào)進(jìn)行DFT-S-OFDM解調(diào)，從而還原步驟(I)所述輸入數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可見光通信方法，其特征在于所述步驟(I)包括如下步驟: (II)設(shè)DFT擴(kuò)散的FFT操作點(diǎn)數(shù)為M點(diǎn)，對(duì)輸入數(shù)據(jù){xk，k= 0，1，...，M_l}進(jìn)行M點(diǎn)DFT操作，將其轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào){Xu I = 0，1，...，M-1}； (12)設(shè)OFDM頻域子載波數(shù)目為N，LED驅(qū)動(dòng)模塊的數(shù)目為L(zhǎng)，將N個(gè)OFDM頻域子載波分配給L個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊，然后根據(jù)子載波分配規(guī)則將步驟(11)獲得的頻域信號(hào){Xul =0，1，...，M-1}映射到N個(gè)OFDM頻域子載波上，并進(jìn)行圓周共軛對(duì)稱排布處理； (13)對(duì)步驟(12)處理后的頻域信號(hào)(X1,I = 0，1，...，M-1}進(jìn)行N點(diǎn)IFFT變換，生成OFDM時(shí)域信號(hào){yn，n = 0，1，...，N_l}，然后在OFDM時(shí)域信號(hào)前加入循環(huán)前綴后輸出； (14)將步驟(13)輸出的OFDM時(shí)域信號(hào){yn，n= 0，1，...，N_l}進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可見光通信方法，其特征在于所述步驟(12)包括如下步驟: (121)設(shè)N個(gè)OFDM頻域子載波{yk，k= 1，2，...，N}，將N個(gè)OFDM頻域子載波分配給L個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊，在{yk，k = 1，N/2+1}兩個(gè)子載波上放置實(shí)數(shù)信號(hào)； (122)將頻域信號(hào)(X1,I = 0，1，...，M-1}映射到OFDM頻域子載波{yk，k =1,2,..., N/2}中M個(gè)連續(xù)的子載波上，其余N/2-M-1個(gè)子載波補(bǔ)零； (123)將OFDM頻域子載波{yk,k = N/2+2, N/2+3, ? ? ?，N}分別填充其關(guān)于第N/2+1個(gè)子載波對(duì)稱的子載波{yk，k = N/2, N/2-1,...，2}上的符號(hào)的共軛對(duì)稱數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可見光通信方法，其特征在于所述步驟(12)包括如下步驟: (121)設(shè)N個(gè)OFDM頻域子載波{yk，k= 1，2，...，N}，將N個(gè)OFDM頻域子載波分配給L個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊，在{yk，k = 1，N/2+1}兩個(gè)子載波上放置實(shí)數(shù)信號(hào)； (122)隨機(jī)選取OFDM頻域子載波{yk，k= 2，3，...，N/2}中的一個(gè)子載波，設(shè)為{yk，k=T}，將頻域信號(hào)(X1, I = 0}映射到子載波{yk，k = T}上，將頻域信號(hào)(X1, I = 1}映射到子載波{yk，k = T+N/2M}上，以此類推，每隔N/2M-1個(gè)子載波映射一次，直到完成將頻域信號(hào)(X1, I = 0，1，...，M-1}到 OFDM 頻域子載波{yk，k = 2，3，...，N/2}的映射；(123)將OFDM頻域子載波{yk, k = N/2+2, N/2+3,...，N}分別填充其關(guān)于第N/2+1個(gè)子載波對(duì)稱的子載波{yk，k = N/2, N/2-1,...，2}上的符號(hào)的共軛對(duì)稱數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可見光通信方法，其特征在于還包括:所述步驟(12)中OFDM頻域子載波N=S*L，且S為正整數(shù)，即N個(gè)OFDM頻域子載波平均分配給L個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可見光通信方法，其特征在于所述步驟(4)包括如下步驟: (41)對(duì)步驟(3)發(fā)送的電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到解調(diào)前的數(shù)字信號(hào)； (42 )去除步驟(41)獲得的數(shù)字信號(hào)中的循環(huán)前綴，并進(jìn)行N點(diǎn)FFT變換，得到N個(gè)OFDM頻域載波信號(hào)； (43)對(duì)步驟(42)獲得的N個(gè)OFDM頻域載波信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并根據(jù)估計(jì)的信道抽頭系數(shù)進(jìn)行OFDM頻域均衡； (44)對(duì)應(yīng)步驟(12)所采用的子載波分配規(guī)則，對(duì)步驟(7)獲得的載波信號(hào)做反向操作，取出M個(gè)有效子載波信號(hào){Xu I = 0,1,..., M-1}，并進(jìn)行M點(diǎn)IDFT操作，最終還原步驟(I)所述輸入數(shù)據(jù){xk, k = O, I,..., M-1}。
【文檔編號(hào)】H04B10/116GK103457661SQ201310407821
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】張華 , 吳超培, 許威 申請(qǐng)人:東南大學(xué)