[发明专利]一种基于凸优化框架的调光控制可见光通信系统及方法

说明书

本发明设计了一种基于凸优化框架的调光控制可见光通信系统，包括发射机和接收机，本发明还提供一种通信方法，包括发射机的载波调制过程，通过将TR子载波插入OFDM符号中并对其他携带信息的OFDM子载波进行信号失真约束，最后将调制完成的信号发送至接收机；接收机经过光‑电转化后得到一系列子载波并将子载波传输至所述BAE模块中，由BAE模块盲估计出有用信号的真正放大倍数，从而最后解调出相应的信号。此外，本发明提供了一种基于凸优化框架的调光控制可见光通信系统及方法，利用TR子载波和信号失真的约束，对子载波进行凸优化求解，并利用设计在接收机中设计的BAE模块，从而接收机能够快速处理，准确地盲估计出有用信号的放大倍数。

技术领域

本发明涉及可见光通信调光控制技术领域，更具体的，涉及一种基于凸优化框架的调光控制可见光通信系统，本发明还涉及一种基于凸优化框架的调光控制可见光通信方法。

背景技术

在可见光通信(visible light communication,VLC)调光控制领域，一般地，调光方式被分为两种，数字调光和模拟调光。数字调光通过改变波形结构从而实现调光的目标，模拟调光通过直接调整发光二极管(light-emitting diode,LED)偏置以及具体波形实现调光[1]。对于数字调光方案，主要的实现方式有利用编码进行调光脉冲宽带调制(pulse-width modulation，PWM)[2]，以及在该基础上进行修正的一些方案。数字调光技术通过编码技术，改变波形占空比或者是采用脉冲等方式进行调光操作，它们可能会降低系统的通信速率或者增加系统带宽，增加用户终端处理信号的复杂度，因此存在一定的局限性。而对于模拟调光，其相应的主要实现方式有非对称混合光正交频分复用(asymmetrical hybridoptical orthogonal frequency division multiplexing，AHO-OFDM)[3]，高功率频率效益的正交频分复用系统[4]，它们大部分是由高频谱效率的正交幅度调制(quadratureamplitude modulation，QAM)的非对称整形光正交频分复用(asymmetrically clippedoptical orthogonal frequency division multiplexing，ACO-OFDM)和效率低一点的脉冲幅度调制离散单音调(pulse amplitude modulated discrete multi-tone，PAM-DMT)组成，因而总的传输效率比较低。

发明内容

本发明为克服现有的数字调光方式存在的降低系统通信速率或增加系统带宽，最终增加用户终端处理信号复杂度的技术缺陷，同时克服现有的模拟调光方式存在传输效率低的技术缺陷，提供一种基于凸优化框架的调光控制可见光通信系统。

本发明还提供一种基于凸优化框架的调光控制可见光通信方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于凸优化框架的调光控制可见光通信系统，包括发射机，所述发射机上设置有基于凸优化的调光控制框架，所述调光控制框架包括光-正交频分复用O-OFDM子系统、音调预留TR子系统和信号失真约束模块；其中：

所述O-OFDM子系统用于产生正交频分复用OFDM符号；所述TR子系统用于将相应的优化后的子载波信号插入所述OFDM符号中预留的子载波的相应位置；所述信号失真约束模块用于对其他携带信息的OFDM符号进行信号失真约束，得到电O-OFDM信号；最后由发射机将电O-OFDM信号转换为光信号在对应VLC通道中传输。

一种基于凸优化框架的调光控制可见光通信系统，包括接收机，所述接收机上设置有幅度盲估计BAE模块；其中：

所述接收机经过光-电转化后得到一系列子载波并将子载波传输至所述BAE模块中，由BAE模块盲估计出有用信号的真正放大倍数，从而最后解调出相应的信号。

一种基于凸优化框架的调光控制可见光通信方法，包括发射机的载波调制过程，包括：