[发明专利]一种基于分布式多光源的可见光多载波通信系统发射机设计方法

说明书

本发明公开了一种基于分布式多光源的可见光多载波通信系统发射机设计方法，包括如下步骤：(1)调制装置；(2)波束成形；(3)IFFT处理；(4)削波处理；(5)直流偏置；(6)数模转换；(7)LED阵列。本发明的有益效果为：(1)多光源可以同时为通信和照明系统提供无所不在的覆盖，在阻碍和遮蔽影响下更加鲁棒，可以提高数据速率和服务质量，增加调光灵敏度；(2)DCO‑OFDM技术可用于强度调制和直接解调下的多载波调制，可获得高频谱效率，且易于实现，本发明中的偏置波束成形可以充分实现多光源DCO‑OFDM可见光系统的优势。

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其是一种基于分布式多光源的可见光多载波通信系统发射机设计方法。

背景技术

可见光通信(VLC)是一种新兴的接入技术，兼顾了照明和通信，能满足高速数据业务，拥有包括成本低廉、绿色安全、保密性好、易于实现、电磁兼容性好在内的众多优势。

与传统射频无线通信不同的是，可见光通信使用强度调制和直接检测(IM/DD)，发射端通过LED将电信号转变为光信号，通过信道传播后，在接收端通过光电二极管将光信号转换为电信号，由于发送信号载体为光强，因而要求发送信号必须是实非负数。

多载波技术易于实现，可以获得更高的频谱效率和功率效率。将多载波技术和可见光通信技术相结合，使其兼备了可见光通信和多载波技术的优势，是一种具有较高研究意义和实用价值的技术。由于发送信号必须为实非负数，传统射频中的多载波技术需要改进才能应用到可见光通信领域。直流偏置正交频分复用多载波技术(Direct-Current-Biased Optical OFDM，简称DCO-OFDM)具有频谱效率高的优势。DCO-OFDM技术即：在发送信号上叠加了直流分量，将叠加后仍小于零的部分削去，从而使得双极性信号变成了单极性信号，以满足可见光通信中信号非负性的条件。

可见光信道在自然界中一般是直视径，在复杂的室内环境下对于照明和通信而言都存在不同程度的遮挡影响。一般情况下，照明系统是由多路光源构成，因此可见光通信系统中可以利用多光源增加系统鲁棒性，消除复杂的室内环境对照明和通信的不利影响。多光源可以为通信和照明提供无处不在的覆盖，可以提供更高的传输速率和更好的通信质量，为满足用眼安全准则所需的照明强度控制提供了灵活度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于分布式多光源的可见光多载波通信系统发射机设计方法，能够对于每个光源叠加直流偏置，对于每个子载波乘上波束成形向量，充分实现多光源DCO-OFDM可见光系统的优势。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于分布式多光源的可见光多载波通信系统发射机设计方法，包括如下步骤：

(1)调制装置；对发射的比特流信号进行多载波调制；

(2)波束成形；对步骤(1)中调制的信号进行波束成形处理，得到各路光源上的频域信号；

(3)IFFT处理；对步骤(2)中得到的频域信号进行快速离散傅里叶反变换IFFT转换成时域信号；

(4)削波处理；为使信号叠加偏置后是实非负信号，对步骤(3)得到的每路时域信号进行削波；

(5)直流偏置；在削波后的信号上叠加直流偏置，得到时域上的实非负信号；

(6)数模转换；将步骤(5)得到的时域上的实非负信号进行数模转换得到模拟信号；

(7)LED阵列；由N个独立受控的LED组成，利用模拟信号驱动LED光源，将信号转换为光强信号发射。