[發(fā)明專利]結(jié)合調(diào)光控制的反極性多脈沖位置調(diào)制光OFDM系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710693647.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN108366031B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江明;楊子賢;張琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國際聯(lián)合研究院;中山大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04B10/69;H04B10/524;H04B10/116
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明提供一種結(jié)合調(diào)光控制的反極性多脈沖位置調(diào)制光OFDM系統(tǒng)，該系統(tǒng)它有效地結(jié)合了MPPM和RPO?OFDM技術(shù)，在支持靈活的調(diào)光功能的同時(shí)，利用MPPM模式攜帶的額外比特在帶寬不變的前提下提升了數(shù)據(jù)傳輸速率，與傳統(tǒng)的RPO?OFDM相比，本方法在計(jì)算復(fù)雜度和能耗都相似的情況下，能實(shí)現(xiàn)更高的頻譜效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線光通信領(lǐng)域，更具體地，涉及一種結(jié)合調(diào)光控制的反極性多脈沖位置調(diào)制光OFDM系統(tǒng)。

背景技術(shù)

二十一世紀(jì)，無線數(shù)據(jù)傳輸速率的需求正在呈幾何級(jí)數(shù)增長。盡管當(dāng)前蜂窩網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)仍在不斷的演進(jìn)，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的需求仍極有可能超過傳統(tǒng)頻譜能夠提供的支持。可見光通信(Visible Light Communication，VLC)的出現(xiàn)，正好能解決頻譜資源日益緊張的問題。VLC的基礎(chǔ)器件是在照明上廣泛使用的發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)。VLC有很多優(yōu)點(diǎn)，包括無需頻譜授權(quán)、無射頻干擾、無輻射等。

作為長期演進(jìn)(Long-Term Evolution，LTE)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術(shù)可以用于VLC系統(tǒng)中以提高數(shù)據(jù)傳輸速率，并且能夠抵抗多徑效應(yīng)造成的符號(hào)間干擾。用于VLC系統(tǒng)中的光OFDM時(shí)域信號(hào)必須是非負(fù)的實(shí)信號(hào)，因此歷史文獻(xiàn)中提出了許多光OFDM技術(shù)，如直流偏置光OFDM(DC-biased Optical OFDM，DCO-OFDM)和非對(duì)稱限幅光OFDM(Asymmetrically ClippedOptical OFDM，ACO-OFDM)等。

另一方面，VLC系統(tǒng)必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)照明和通信兩種功能，因此把調(diào)光技術(shù)結(jié)合到調(diào)制技術(shù)里是非常重要的。一般地，數(shù)字調(diào)光技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。這是因?yàn)槟M調(diào)光技術(shù)比數(shù)字調(diào)光技術(shù)更加容易產(chǎn)生照明顏色偏移的現(xiàn)象，并且數(shù)字調(diào)光技術(shù)通過簡單地調(diào)節(jié)占空比，就能實(shí)現(xiàn)多級(jí)的照明亮度調(diào)節(jié)，容易實(shí)現(xiàn)。

因此，結(jié)合光OFDM技術(shù)與調(diào)光技術(shù)成為了VLC實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一。現(xiàn)有技術(shù)中有只利用脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)的“on”時(shí)隙來傳輸光OFDM信號(hào)，因此在調(diào)制帶寬不變的情況下，降低占空比會(huì)大大降低數(shù)據(jù)傳輸速率。現(xiàn)有技術(shù)中還有提出了使用多脈沖位置調(diào)制(Multiple Pulse Position Modulation，MPPM)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PWM的方法(記為MPPM-OFDM)，通過MPPM模式攜帶的比特信息來提高數(shù)據(jù)傳輸速率。然而，在占空比比較低的情況下，MPPM模式攜帶的比特?cái)?shù)非常少，所以此方法能提供的數(shù)據(jù)傳輸速率在這種情況下仍然很低。現(xiàn)有技術(shù)中還有提出了一種反向極性光OFDM(ReversePolarity Optical OFDM，RPO-OFDM)方法，既利用了PWM的“on”時(shí)隙又利用了它的“off”時(shí)隙，使得數(shù)據(jù)傳輸速率不受占空比影響，并且充分利用了LED的線性動(dòng)態(tài)范圍以減少非線性失真。但是，這種方法中用于調(diào)光的PWM并不能攜帶信息。現(xiàn)有技術(shù)中還有提出了一種非對(duì)稱混合光OFDM(Asymmetric Hybrid Optical OFDM，AHO-OFDM)方法，它雖然能提供比較高的頻譜效率，但是系統(tǒng)復(fù)雜度卻比較大，而且并沒有使用數(shù)字調(diào)光技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種可實(shí)現(xiàn)更高的頻譜效率的結(jié)合調(diào)光控制的反極性多脈沖位置調(diào)制光OFDM系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種結(jié)合調(diào)光控制的反極性多脈沖位置調(diào)制光OFDM系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)通過VLC光信道連接，所述發(fā)射機(jī)包括順次連接的數(shù)據(jù)分配器、光OFDM調(diào)制器、第一極性反轉(zhuǎn)器、截?cái)嗥鳌?shù)模轉(zhuǎn)換器和LED，所述數(shù)據(jù)分配器還經(jīng)MPPM模式選擇器與第一極性反轉(zhuǎn)器連接；所述接收機(jī)包括順次連接的光電檢測器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第二極性反轉(zhuǎn)器、光OFDM解調(diào)器和數(shù)據(jù)組合器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器還經(jīng)MPPM解調(diào)器與數(shù)據(jù)組合器連接，MPPM解調(diào)器還與第二極性反轉(zhuǎn)器連接；LED的光信號(hào)通過VLC光信道傳遞到接收機(jī)的光電檢測器。