[發明專利]一種可見光MIMO-OFDM系統峰均比抑制方法

在審

• 申請號: 202011383459.6
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112564799A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 解志斌;徐檜;盧曉艷;翁智輝;劉民東
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04L27/26;H04B7/0456;H04B7/0413
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

本發明屬于可見光通信技術領域，具體地說，是一種可見光MIMO?OFDM系統峰均比抑制方法，該方法基于預編碼。在發射端，對MIMO?OFDM系統輸入的信號進行空時編碼，有Nt根天線就生成Nt份數據，每一根天線分得各自的數據，再對數據進行串并變換和QAM調制，然后進行范德蒙類矩陣預編碼操作，最后對VLM預編碼操作后得到的信息流進行IFFT、加CP、并串變換以及自適應縮放操作后通過Nt根天線發送出去；在接收端，Nr根接收天線接收到信號，然后對各自接收到的信號進行解調等一系列操作之后，對信號進行空時解碼得到輸出信號。本發明的有益效果是利用預編碼技術來抑制可見光MIMO?OFDM通信系統的峰均比，與已有的技術相比其具有實現簡單、復雜度較低等特點。

技術領域

本發明屬于可見光通信技術領域，具體地說，是一種可見光MIMO-OFDM系統峰均比抑制方法，該方法是針對可見光通信系統的傳輸環境和多輸入多輸出的正交頻分復用(Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing，MIMO-OFDM)系統特性提出的一種基于預編碼的可見光MIMO-OFDM系統峰均比抑制方法。

背景技術

可見光通信是一種以空氣為傳輸媒介，利用LED可見光作為信號載體來實現數據、語音、圖像信息雙向傳輸的通信技術。可見光通信具有通信容量大、抗干擾能力強、保密性好、成本低等特點，在目前的通信領域中有著廣闊的應用前景。

隨著可見光通信傳輸數據量的不斷提升，所要求的調制方式是也在隨著技術的更新而改變，多載波通信MIMO-OFDM系統在可見光通信系統中得到了廣泛的應用。MIMO技術由于采用了多天線的技術，能有效地克服環境的不良影響，并且在相同的傳輸條件下提供比常規天線系統給更高的信號傳輸質量和容量。OFDM技術把信道中的衰落信道分成相互正交的子信道，以減少解碼端均衡技術的復雜性，并提供很高的傳輸速率。可見光MIMO-OFDM系統采用強度調制/直接檢測(IM/DD)的調制方式，因此基帶OFDM信號必須為實信號，且滿足非負性。其中，直流偏置光正交頻分復用(DCO-OFDM)系統由于通過添加直流偏置，并將信號仍然小于零的部分削去從而實現雙極性到單極性的轉換，其實現簡單且頻譜效率相對較高，因而成為光通信領域的一個研究熱點。然而在DCO-OFDM通信系統中，其核心器件LED具有典型的非線性特性，其動態范圍有限，而DCO-OFDM信號峰均比較高，當這些較大峰值的信號經過LED會產生嚴重的非線性失真，這將極大地影響系統的通信性能。

目前已有的抑制峰均比的方法大致可以分為三類：限幅類、編碼類、概率類。三類方法各有利弊。限幅類包括限幅濾波、峰值加窗、壓縮擴展等方法，在《IEEE Transactionson Communications》第55卷第1期《Recursive Clipping and Filtering With BoundedDistortion for PAPR Reduction》提出了限幅濾波方法，在不引入很大計算量的情況下使峰均比得到有效降低，但是這種非線性過程會帶來信號失真，誤碼率以及頻譜利用率的降低。編碼類方法有：分組編碼法、格雷互補序列法以及Turbo編碼器等方法，中國專利CN103248602A公開了一種分組編碼的方法降低峰均比，通過對原始信息進行編碼，讓信號以較低的峰均比的碼組方式傳輸，但它的編碼效率比較低，只適用于子載波較小的情況。概率類方法包括選擇性映射、部分序列傳輸等方法，中國專利CN03973629A公開了一種使用SLM抑制MIMO-OFDM峰均比的方法，此方法可有效降低信號的峰均比值又不對信號產生失真，且適應于任何數量的子載波，但其計算復雜度較高，還需要傳輸輔助信息位，所以其頻譜利用率較低。

發明內容

本發明的目的是針對可見光MIMO-OFDM系統中存在較高的峰均比這個問題，提出了一種簡單有效的預編碼方法來進一步抑制系統峰均比。相對于已有的預編碼技術，該方法在添加了新的預編碼方法后可以更好地降低系統峰均比。

本發明的目的是通過以下技術方案予以實現：