一种抑制可见光通信LED非线性失真限幅噪声的方法

	一种抑制可见光通信LED非线性失真限幅噪声的方法
	贾科军; 杨博然; 陆皓; 魏少博; 秦翠翠; 郭慧玲; 赵金亮; 李鹍鹏
	2020-06-23
专利权人	兰州理工大学
公开日期	2020-06-23
授权国家	中国
专利类型	发明申请
摘要	一种抑制可见光通信LED非线性失真限幅噪声的方法，主要步骤是：(1)调制符号映射为满足厄米特对称的矢量信号；(2)预尺度变换，以调控O‑OFDM符号方差；(3)IFFT后自适应O‑OFDM符号分解；根据限幅门限和最大符号分解次数，对符号重复限幅；每次限幅后计算判决符号，判断是否还需要符号分解。(4)分解符号依次串行组帧；(5)光电转换后拆分帧，删除CP，将一帧中所有分解符号按位相加，合并为一个O‑OFDM符号；(6)FFT后信息提取，解调恢复原始信息。
申请日期	2020-03-02
优先权日	2020-03-02
专利状态	撤回-主动撤回
申请号	CN202010133412.8
公开（公告）号	CN111327359A
IPC 分类号	H04B10/116 ; H04B10/50 ; H04B10/69 ; H04L27/26
专利代理人	董斌
代理机构	兰州振华专利代理有限责任公司
CPC分类号	H04B10/116 ; H04B10/502 ; H04B10/697 ; H04L27/2691
权利要求	1.一种抑制可见光通信LED非线性失真限幅噪声的方法，其步骤为：发送端：步骤1：对原始信息序列进行调制；步骤2：对调制符号序列映射，使输出映射矢量满足厄米特对称性；步骤3：映射矢量信号预尺度变换；步骤4：逆傅里叶变换后并串转换，得到双极性实数光OFDM(O-OFDM)符号；步骤5：自适应O-OFDM符号分解；步骤6：给每个分解符号添加循环前缀(CP)，然后依次串行组帧；步骤7：数模转换，然后加直流偏置，最后输入到LED；接收端：步骤1：光电检测器接收光信号并转换为电信号；步骤2：电信号经模数转换为数字信号；步骤3：拆分帧，并删除循环前缀，然后合并符号；步骤4：串并转换，然后输入到傅里叶变换；步骤5：均衡补偿信道衰减，再提取包含信息的子载波信号，最后解调恢复原始信息。 2.根据权利要求1所述的抑制可见光通信LED非线性失真限幅噪声的方法，其特征在于：发送端步骤3，对映射矢量乘以尺度变化因子， Xscaled(n)＝αXmapping(n)，其中Xmapping(n)表示映射矢量Xmapping中的变量，n＝0,1,…,N-1，N是逆傅里叶变换的长度，Xscaled(n)表示预尺度变换输出变量，α表示尺度变换因子，其中\|·\|表示取模运算，σ0是逆傅里叶变换输出O-OFDM符号的均方差。 3.根据权利要求1所述的抑制可见光通信LED非线性失真限幅噪声的方法，其特征在于：发送端步骤5，本发明O-OFDM符号是指逆傅里叶变换输出的双极性实数矢量信号；自适应O-OFDM符号分解的过程就是根据O-OFDM符号的幅度、限幅门限和最大符号分解次数，对O-OFDM符号重复限幅的过程；假设限幅门限的上、下限分别为εtop和εbottom，最大符号分解次数为L，O-OFDM符号周期为T，并串转换输出符号首先对符号进行第一次限幅，表示为：其中表示第一次限幅输出符号中的变量，k＝0,1,…,N-1，表示符号中的变量；将符号作为第一次符号分解得到的分解符号；然后用符号减去符号的差值作为第二次符号分解的判决符号若停止符号分解；若则将符号作为第二次限幅的输入符号；第二次限幅表示为：其中表示第二次限幅输出符号中的变量，表示符号中的变量；将符号作为第二次符号分解得到的分解符号；再用符号减去的差值作为第三次符号分解的判决符号若停止符号分解；若则将符号作为第三次限幅的输入符号；依次类推，直到最大符号分解次数或者某次符号分解的判决符号等于零为止；假设进行到最大符号分解次数L时结束符号分解，第L次限幅表示为：其中表示第L次限幅输出符号中的变量，表示符号中的变量；将符号作为第L次符号分解得到的分解符号；经过L次符号分解得到的分解符号就是自适应O-OFDM符号分解的结果；令当最大符号分解次数L越大，xclip就越接近于符号对均值为零的高斯分布的符号限幅，等效于对符号的幅度衰减，并加上非高斯分布的限幅噪声，可表示为：其中nclip是非线性限幅噪声，η是幅度衰减因子， η＝Q(Lλbottom)-Q(Lλtop)，其中λtop＝εtop/σ0和λbottom＝εbottom/σ0分别表示归一化限幅门限的上、下限，表示互补累积函数，其中u是积分变量，v是互补累积函数自变量。 4.根据权利要求1所述的抑制可见光通信LED非线性失真限幅噪声的方法，其特征在于：发送端步骤6，对自适应O-OFDM符号分解得到的分解符号分别添加循环前缀(CP)以抵抗光信号多径传播和光色散效应引起的符号间干扰，然后依次串行组成帧xframe。 5.根据权利要求1所述的抑制可见光通信LED非线性失真限幅噪声的方法，其特征在于：接收端步骤3，依次接收帧中的所有分解符号，再拆分帧；删除每个分解符号的循环前缀；再分别延迟至时间上对齐，按对应位相加得到合并的O-OFDM符号；接收端帧中的L个分解符号可以表示为：其中nl表示叠加在第l个分解符号上的加性高斯白噪声，l＝1,2,3,…,L，所有加性高斯白噪声具有相同的概率密度，BDC为直流偏置，γ表示光电转换因子；合并的O-OFDM符号为：
引用专利	CN110492938A
被引用专利数量	11
简单法律状态	失效
文献类型	专利
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/107659
专题	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	贾科军,杨博然,陆皓,等. 一种抑制可见光通信LED非线性失真限幅噪声的方法[P]. 2020-06-23.