[發明專利]一種DCO?OFDM系統的載波調制階數自適應方法

在審

• 申請號: 201710454584.3
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107171727A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 陳明;韓曉青;管瑞
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04L27/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 馮艷芬

技術領域

本發明涉及可見光通信技術領域，尤其涉及一種兩光源單接收DCO-OFDM可見光通信系統的載波調制階數自適應方法。

背景技術

OFDM系統中自適應技術的目的就是為了達到所需的Qos，充分利用可用資源(包括功率、頻帶、時間等)，并且盡可能降低復雜度。調制階數自適應就是在各個載波上可以采用不同的調制方式。根據優化目標的不同，自適應調制分為三種類型：系統誤碼率最小化、發送功率最小化、傳輸速率(系統容量)最大化。

如果各個子載波信號的功率相同，并且都采用相同階數調制，不同子載波的誤比特率不同，高頻子載波數據BER將會大于低頻載波，處于深衰落，系統性能將受限于高頻子載波，因此需要對不同的載波采用調制階數自適應算法。

在傳統的無線通信系統中，針對非平坦信道，自適應調制機制可以有效提高頻譜效率或者降低系統誤碼率等，已經有很多相關文獻研究了關于載波調制階數自適應的問題。例如Chow算法為了使得系統能夠容忍最大噪聲，通過子信道的容量來確定各個子信道的調制方式，同時保證系統吞吐量恒定、發送功率以及誤碼率一定。但是計算復雜度較高，不適合高速無線數據傳輸。Hughers-Hartogs算法的核心思想就是在系統吞吐量恒定和系統誤比特率一定的條件下，把每一個比特都分配到所需功率最小的子載波上，直到所有的比特數分配完畢。該算法復雜度較高，當子載波數很大時，不是很適合實際應用。

針對光通信OFDM系統，有固定門限算法和平均功率的恒定吞吐量算法等，但是這些研究基本都是關于單發射端單接收端的研究，而現在很多室內空間下，為了提高照明的質量或者說出于美觀原因，會存在不止一個光源。因此需要考慮在兩個發射端的條件下，調制階數自適應方案的調整。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種DCO-OFDM系統的載波調制階數自適應方法，其考慮在兩個發射端的條件下對調制階數進行自適應。

技術方案：本發明所述的DCO-OFDM系統的載波調制階數自適應方法，適用于發射端為兩個LED光源、接收端為一個光電二極管的DCO-OFDM可見光通信系統，其包括以下步驟：

(1)根據LED調制信道模型，計算LED調制信道的幅頻響應G(k)＝1/(2πf_b+j2πk)，式中，f_b表示LED的3dB調制帶寬值；

(2)將LED調制信道的等效信道響應表示為式中r為光電二極管的響應率，g(t)為LED的歸一化沖激響應，h(t)為包括直射徑和漫反射的物理信道模型；

(3)根據LED調制信道的等效信道響應和LED調制信道的幅頻響應，建立發射端為兩LED光源的DCO-OFDM系統的信道響應為

H(k)＝H₁(k)+H₂(k)×e^j2πkΔt/T＝H₁(k)×(1+e^j2πkΔt/T)

式中，H₁(k)＝H₂(k)＝G(k)H_eq(k)，H_eq(k)為h_eq(t)的頻域，Δt為兩LED光源的信號延遲，T為符號周期；

(4)根據系統的信道響應計算實際每個子載波對應的信噪比SNR_k和信噪比門限值Th_i，其中，

式中，為接收端噪聲的方差，為子載波信號功率，BER_t為設定的最大誤碼率，I為設定的子載波傳輸的最大比特數，SNR_k為子載波k對應的信噪比；

(5)對于子載波k對應的信噪比SNR_k，比較SNR_k和門限值集合{Th_i|i＝1,2,…,I}的值，當Th_j≤SNR_k≤Th_j+1|j∈1,2,…,I時，將子載波k對應的最優調制階數確定為M＝2^j，以此方式得到所有子載波的最優調制階數。