[發明專利]一種可見光通信中的自適應調制方法

有效

• 申請號: 201710618964.6
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107466100B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 蔣良成;程風全;陳明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W52/26
• 分類號: H04W52/26;H04W52/34;H04L1/00;H04L5/00
• 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

本發明公開了一種可見光通信中的自適應調制方法，屬于可見光通信技術領域。本發明在給定目標誤碼率要求下，通過充分利用子載波的功率余量，給每個子載波分配不同的比特與功率，從而使整個系統的傳輸速率最大。首先，給每個子載波平均分配功率，得到各個子載波的初始調制方式，然后計算每個子載波的功率余量和系統總功率余量，最后調整調制階數。與現有技術相比，本發明充分利用了各個子載波的功率余量，將傳統的固定門限算法與貪婪算法相結合，提出了復雜度較低的改進的固定門限自適應調制算法。同時，由于OFDM系統相鄰子載波的頻率響應相差的不是太大，為了降低計算復雜度以及減少傳輸信令，該算法還可以以子帶為單位進行功率比特分配。

技術領域

本發明涉及可見光通信技術領域，尤其涉及一種可見光通信中的自適應調制方法。

背景技術

可將光通信是一種通過光輻射傳輸負載信息的新興技術，以其諸多的優點，成為近年來無線通信領域研究的熱點之一，是未來無線接入方案中針對射頻技術最有潛力的互補技術。OFDM是可見光通信高速傳輸的基本調制方法，其中DCO-OFDM方案出現時間早，研究較為成熟，所以在目前大部分的可見光實物系統的實現都是采用的該方案。

由于OFDM系統中頻率選擇性，系統的誤碼率性能由幅頻響應差的子載波決定。在OFDM技術中，可以根據信道狀況的優劣進行自適應傳輸，在信道條件好的子載波上采取高階調制，在信道條件差的子載波上采取低階調制，可以在保證一定系統可靠性的前提下，最大限度的利用無線信道資源。

注水算法雖然是最優的功率分配算法，但復雜度高，分配在子載波上的比特數為任意實數，但在實際系統中，調制時的星座圖的種類是有限的，而且分配到子載波上的比特為整數。因此，人們開始研究實用的自適應分配算法。

Hughes-Hartogs提出了貪婪算法，該算法的思想為：比較各個子載波上增加一個比特所需額外的發射功率，選取其最小的子載波，并在該子載波上增加一個比特以及相應的功率，重復此過程直至所有功率都被分配完。這是最優的自適應算法，但是復雜度高。

Chow、Fischer以及Campello等人提出了次優的比特功率分配算法以及在此基礎上的改進算法，但是總的來說復雜度還是比較高，不適合在硬件系統中實現。

Grunheid給出了一種基于子帶的自適應調制的SBLA算法，即為傳統的固定門限算法，大大降低了復雜度的同時還保持了良好的性能。但是該算法采用的是平均分配功率，是會存在功率余量的，因此如果我們為了在滿足目標誤碼率的前提下最大化傳輸速率，該算法還可以充分利用功率余量，提升性能。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種可見光通信中的自適應調制方法，本發明充分利用功率余量，將傳統的固定門限算法與貪婪算法相結合，復雜度低，易于實現。

技術方案：本發明所述的可見光通信中的自適應調制方法，包括：

(1)獲取可提供的調制方式集合以及對應的SNR門限集合；

(2)將總發射功率平均分配到所有子載波上；

(3)根據子載波平均分配到的發射功率計算每個子載波的接收信噪比：

(4)將計算到的每個子載波的接收信噪比與SNR門限集合中的SNR門限進行對比，采用與子載波接收信噪比更接近的SNR門限對應的調制方式作為當前子載波的初始調制方式；

(5)對于每個子載波，根據采用的初始調制方式，計算子載波的功率余量和系統功率余量；

(6)根據系統功率余量，以整個系統的傳輸速率最大為目標，調整調制方式；

(7)對于每個子載波，根據步驟(6)調整后采用的調制方式，計算子載波的功率余量，并根據功率余量重新計算各子載波的發射功率。