[發明專利]提高可見光通信系統容量的自適應OFDM調制系統

在審

• 申請號: 201310465192.9
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103746769A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 余澤希;肖石林;畢美華;侯憶楠;胡衛生
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L27/34;H04B10/114;H04B10/116
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及光通信技術領域，具體地，涉及一種提高可見光通信系統容量的自適應OFDM調制系統。

背景技術

在21世紀，多媒體信息充斥在生活中的方方面面，高速數據傳輸將在我們的日常生活中扮演重要的角色，傳統的無線射頻技術由于其頻譜帶寬的限制將越來越無法滿足人們對數據傳輸速率的要求，因此，尋求一種新的無線通信技術來滿足人們的需求迫在眉睫，可見光通信技術(Visible?Light?Communication,VLC)的出現給眾多研究者帶來了希望。可見光通信技術是一種使用可見光作為信息載體的新型無線光通信方式，它主要利用半導體發光二極管(Light?Emitting?Diode,LED)所具有的高速響應特性。在電磁輻射、發射功率、通信效率、安全性等方面，VLC和無線射頻通信相比具有很大的優勢，其作為一種全新的高速數據接入方式，已引起了廣泛關注。可見光通信具有發射功率高、不占用無線電頻譜、無電磁干擾、無電磁輻射、保密性好和節約能源等優點，能夠同時實現照明和通信的雙重功能，只要燈光照到的地方，就可以實現高速的下載和上傳高清晰的圖像和視頻資料，方便快捷。

正交頻分復用（Orthogonal?Frequency?Division?Multiple，OFDM）以其頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強等特點已在高速數據通信領域獲得了廣泛應用，但是固定的OFDM調制解調技術并沒有充分實現帶寬資源的有效利用。在OFDM通信系統中，不同的調制方式對系統的容量、系統的性能產生不同的影響，自適應OFDM調制解調技術是在信道估計獲取信道動態特征的基礎上，選擇合適的參數，動態地改變OFDM信號子載波上的調制和解調方式，對比特和功率進行動態分配，使信道容量達到最大或者使系統性能達到最佳，從而達到充分利用頻帶資源、提高信息傳輸速率、提高系統傳輸帶寬的目的。

經對現有文獻檢索發現，長春理工大學Zhang?Hua,Song?Zhengxun等人在2010年發表在長春理工大學學報自然科學版（Journal?of?Changchun?University?of?Science?and?Technology（Natural?Science?Edition））上的“Research?on?Indoor?Visible?Light?Communication?System?Based?on?Adaptive?OFDM”（基于自適應OFDM的可見光通信系統分析）。該文獻中，作者提出的自適應OFDM可見光通信系統采用固定門限法和最佳調制模式選擇標準對系統進行了理論分析和仿真測試。作者首先對系統結構和信道估計作了理論分析，同時提出了通過固定門限法來判別到底該選擇何種調制方式來對子載波進行調制與解調，最后通過對該系統結構的仿真，可明顯看出自適應OFDM系統比固定調制模式的OFDM系統性能要好，在相同的信噪比下，自適應OFDM系統的誤比特率較低，并且可以以最大概率選擇最佳載波并以最小的錯誤概率獲得最大的系統吞吐量。但是該結構中，作者僅僅分析了可見光通信系統的下行鏈路，并未研究該通信系統上行鏈路是如何實現以及反饋信號是如何傳送到發送端的。同時，該結構相對比較復雜、成本相對來說比較高，在實際中可行性不是很高。