[发明专利]一种多色可见光通信照明和收发机联合优化技术

权利要求书

1.一种对多色可见光通信照明和收发机联合优化方法，其特征在于：

根据通信和照明两个方面的优化，以最小化均方误差为准则，对预编码矩阵、均衡矩阵和光通量分配比例进行联合优化，优化步骤如下：

(1)根据给定的色度点坐标，随机产生一个满足色度条件的光通量分配比例；

(2)根据产生的光通量比例初始化预编码矩阵F；

(3)给定F，令得到均衡矩阵W；

(4)当W给定时，目标函数是凸的，限制条件是线性的，通过凸优化工具计算求出F和光通量比例；

(5)当达到最大迭代次数后结束计算，得到此时的MSE；

(6)随机产生多个不同初始光通量分配重复上述步骤，取MSE最小时的F、W和光通量比例。

2.根据权利要求1所述的一种对多色可见光通信照明和收发机联合优化方法，其特征在于：所述联合优化方法采用多色MIMO模型，并考虑由于光谱重叠产生的信道干扰。

3.一种采用如权利要求1或2所述方法的基于多色LED的多色MIMO可见光系统，其特征在于，包括四色发光二极管(QLED)灯、PD和滤光片，调制信号经过预编码加上直流偏置后经过四色发光二极管(QLED)发送，进入光信道传输，在接收端经过滤光片选择后被PD接收，然后PD接收到的信号经过MMSE均衡器得到判决信号；

发送信号和接收信号间的MSE如下：

MSE＝E[(d-s)^T(d-s)]

＝Tr[WHFR_s(WHF)^T]-Tr(WHFR_s)-Tr[R_s(WHF)^T]+Tr(R_s)+Tr(WR_nW^T)

其中，d是接收信号矢量，s是发送信号矢量，Tr是矩阵的迹(矩阵的主对角线上所有元素的和)，F,W分别是预编码和均衡矩阵，R_s,R_n分别是发送信号和噪声的协方差矩阵；H是存在干扰时的信道矩阵，表示如下：

ε是干扰系数，ε∈[0,0.5)。

4.根据权利要求3所述的多色MIMO可见光系统，其特征在于，还包括，

设定LED的信号非负，且要小于LED的最大幅度限制；

当使用四色发光二极管(QLED)作为发送端时，一个想要的色度点对应无穷多个光通量分配比例，如下式所示：

其中，(x_i,y_i),i∈{r,a,g,b}是各个单色光的色坐标，(x_d,y_d)是想要的色度点的色坐标，d＝[d_r,d_a,d_g,d_b]^T是光通量比例。