[发明专利]无线光通信中基于最小二乘法的预加重和均衡方法

说明书

本发明提供了一种无线光通信中基于最小二乘法的预加重和均衡方法，属于无线光通信领域。本发明方法先将预加重电路中n个支路中的电阻和电容移除，保持输入预加重电路的正弦信号的幅值，改变输入正弦信号的频率，测试不同频率点下的输出电压幅值，获得未使用预加重电路的E/O/E响应的衰减‑频率曲线；将衰减‑频率曲线和预加重网络的增益‑频率曲线分别归一化处理后，用最小二乘法使归一化的增益‑频率曲线与归一化的衰减‑频率曲线相拟合，求取n个支路中电阻和电容的值。本发明克服目前电阻电容选择盲目低效的问题，可有效、快速得到最优的电阻电容值，且得到的预加重均衡电路拥有更宽的带宽，同时在通带内更为平坦。

技术领域

本发明涉及无线光通信领域，尤其涉及到可见光通信领域的技术，具体是一种基于最小二乘法的预加重和均衡方法。

背景技术

可见光通信(Visible Light Communications，VLC)技术是以可见光LED作为光源，以光电探测器作为信号接收端，以大气为信道，将发送信号调制在LED发出的可见光上进行通信的一种无线光通信技术。

随着固体照明的迅速发展，LED作为照明光源使用越来越广泛。与传统的白炽灯和日光灯等光源相比，LED的使用寿命更长并且具有宽得多的调制带宽，能以更高的频率进行开关切换，这使得以LED作为光源进行高速通信成为可能。由于调制频率非常高，人眼觉察不到灯光的闪烁。通常，可见光通信可以作为LED的第二功能，在照明的同时完成通信。

随着对于高速通信研究的不断深入，LED带宽成为高速通信的瓶颈，普通的照明LED只有很小的3dB带宽，这成为高速通信的瓶颈。

为了解决这一问题，很多的方案被提出来。在这些方案中，基于电阻-电容(R-C)的预加重和(或)后均衡电路(参考文件1：High Bandwidth Visible Light CommunicationsBased on a Post-Equalization Circuit；Honglei Li,Xiongbin Chen等；PHOTONICSTECHNOLOGY LETTERS:JANUARY 15,2014,VOL.26,NO.2,119-122)拥有低成本高效的特点，其中电阻和电容的选取对于均衡效果起着至关重要的作用。然而选择最优的电阻电容组合是非常困难的，现有只能靠不断更换元器件进行实验测量来寻找最优组合。如果选择的组合不合适的话，即使能够扩展带宽，也会使E/O/E的频率响应平坦度变差。而不平坦的E/O/E响应会导致信号失真并限制最大符号速率。其中E/O/E是电—光—电的简称，在光通信系统中，电信号被调制在可见光上传输，在接收端进行光电转换，变成电信号，这样完成一次电—光—电的过程。

发明内容

针对现有可见光预加重和(或)后均衡技术存在的问题：选择最优电阻电容时，只能靠不断更换元器件，通过实验测量的方法来寻找最优的组合，这种方法比较盲目，费时费力；而且虽然通信带宽被拓展，但是其通带通常不平坦，通信性能受限。本发明提供了一种基于最小二乘法的预加重和均衡方法。

本发明提供的基于最小二乘法的预加重和均衡方法，应用于基于电阻和电容实现的预加重电路的LED驱动电路，其中预加重电路为n阶，包括并联的n个支路，每个支路为一个电阻和一个电容的串联电路，n为正整数；预加重电路的输入电压记为V_in；本发明的目的是获取n个支路中电阻和电容的值，实现步骤如下：

步骤1，将预加重电路中n个支路中的电阻和电容移除，测量未使用预加重电路的E/O/E响应的衰减-频率曲线。

步骤1.1，设置正弦电压信号的幅度和频率，频率的初始值为0Hz；

步骤1.2，给移除电阻和电容的预加重电路输入当前设置的正弦电压信号，LED发出的光被接收端的光电检测器转换为电流信号，然后被前置放大器转换为电压信号，记录所获得的输出电压信号的幅度；