[發(fā)明專(zhuān)利]基于濾波器組的多載波調(diào)制光通信系統(tǒng)的KDE非均勻量化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011638907.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112769728B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢美華;徐杭甬;林嘉芊;楊國(guó)偉;周雪芳;胡淼;李齊良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L27/26
• 分類(lèi)號(hào): H04L27/26;H04B10/516
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.基于濾波器組的多載波調(diào)制光通信系統(tǒng)的KDE非均勻量化方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)以不同限幅比率對(duì)信號(hào)進(jìn)行限幅操作；

(2)根據(jù)信號(hào)分布特征及非參數(shù)核密度估計(jì)的要求，初始化帶寬和核函數(shù)；

(3)應(yīng)用核函數(shù)作為每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布函數(shù)；

(4)線(xiàn)性疊加所有代表數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布函數(shù)得到擬合信號(hào)的分布曲線(xiàn)；

(5)歸一化擬合信號(hào)的分布曲線(xiàn)得到擬合信號(hào)概率密度函數(shù)；

(6)利用非線(xiàn)性規(guī)劃對(duì)擬合信號(hào)概率密度函數(shù)求解最小量化誤差約束下的最佳量化電平組合；

(7)根據(jù)最佳量化電平組合量化輸入信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于濾波器組的多載波調(diào)制光通信系統(tǒng)的KDE非均勻量化方法，其特征在于，所述步驟(1)中，限幅比率CR表示為：

其中，σ_s為信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于濾波器組的多載波調(diào)制光通信系統(tǒng)的KDE非均勻量化方法，其特征在于，所述步驟(2)中，核函數(shù)為高斯核函數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于濾波器組的多載波調(diào)制光通信系統(tǒng)的KDE非均勻量化方法，其特征在于，所述核函數(shù)曲線(xiàn)以數(shù)據(jù)點(diǎn)為中心分布，帶寬為h。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于濾波器組的多載波調(diào)制光通信系統(tǒng)的KDE非均勻量化方法，其特征在于，所述步驟(3)中，核函數(shù)以數(shù)據(jù)點(diǎn)為中心，其中密度取數(shù)據(jù)點(diǎn)的領(lǐng)域[x-h,x+h]在h-0時(shí)的密度函數(shù)值，表示為

N_{xi∈[x-h,x+h]}為寬度2h中的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量，N為樣本總數(shù),且要保證的積分為1；類(lèi)比數(shù)據(jù)點(diǎn)的核函數(shù)為寬度為2h，高度為1/2h的矩形，表示每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的權(quán)重；以高斯分布函數(shù)作為KDE的內(nèi)核，即將矩形變換為高斯分布曲線(xiàn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于濾波器組的多載波調(diào)制光通信系統(tǒng)的KDE非均勻量化方法，其特征在于，所述核函數(shù)線(xiàn)性疊加得到代表樣本總數(shù)N的擬合信號(hào)分布曲線(xiàn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于濾波器組的多載波調(diào)制光通信系統(tǒng)的KDE非均勻量化方法，其特征在于，所述樣本總數(shù)N的擬合信號(hào)分布曲線(xiàn)歸一化得到的擬合信號(hào)的概率密度函數(shù)f(x)表示為：

其中，K_h(·)表示核函數(shù)，x_i表示數(shù)據(jù)點(diǎn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于濾波器組的多載波調(diào)制光通信系統(tǒng)的KDE非均勻量化方法，其特征在于，所述步驟(6)中，對(duì)擬合信號(hào)的概率密度函數(shù)進(jìn)行非線(xiàn)性規(guī)劃，求出使得量化噪聲最小的量化間隔，量化間隔為2ⁿ個(gè)，那么量化電平也有2ⁿ個(gè)；其中，n為數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的分辨率；

量化電平是相鄰兩個(gè)量化間隔之和的平均值；

其中，量化間隔點(diǎn)表示為：

假設(shè)最后一個(gè)量化電平等于限幅比率CR，量化后離散輸出電平表示為：

離散輸出的量化值表示為：

非線(xiàn)性規(guī)劃表示為：

minf(q)＝e_q

s.t.q_j+1q_j,j＝1,…,2^n-1-1

q_j0,j＝1,…,2^n-1

其中minf(q)＝e_q表示最小化量化誤差，并在三個(gè)約束條件下計(jì)算最佳的量化電平組合；

量化誤差表示為：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于濾波器組的多載波調(diào)制光通信系統(tǒng)的KDE非均勻量化方法，其特征在于，所述最佳量化電平組合用于表示2ⁿ個(gè)量化間隔的數(shù)值點(diǎn)。