[发明专利]混合时频域均衡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别涉及可见光通信领域中的混合时频域均衡的方法。

背景技术

白光光致发光二极管（LED）现在已经被广泛应用于照明，并且因其效率高、价格低及寿命长等优点，白光LED预计将逐渐取代现有的照明用光源，如白炽灯、日光灯等。白光LED还具有调制性能好、响应灵敏度高的优点，利用白光LED的这种特性，还可以将信号调制到LED所发出的可见光上进行传输。白光LED可以将照明与数据传输结合起来的特性，促进了一种新型的无线通信技术，即可见光通信(Visible Light Communication，VLC)技术的发展。

虽然VLC技术具有很多优点，但其发展也存在着一些限制因素，其中最主要的挑战在于白光LED有限的带宽，从而限制了传输速率和系统性能。在可见光通信中，基于正交频分复用（OFDM）技术的方案已经有了不少，这些方案在很好解决多径效应问题的同时,也兼顾了信号处理复杂度问题。但是,众所周知的是,OFDM三大弱点—高峰均比（PAPR）、抗放大器非线性能力差以及对载波频偏（CFO）和采样频偏（SFO）敏感成了OFDM与生俱来的痛疾。而与之相对的,单载波频域均衡（SC-FDE）则回避了以上缺点,这就使得SC-FDE在可见光通信中有了用武之地。目前，在可见光通信领域中没有人使用SC-FDE，将SC-FDE与时域均衡联合使用来提升可见光通信的通信质量，业内也还没有出现过。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合时频域均衡的方法，使得与单用频域均衡相比，能以更少的序列比特达到同样的效果，与单用时域均衡相比，能以更少的滤波器阶数达到同样的通信质量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种混合时频域均衡的方法，包含以下步骤：

在可见光通信系统的信号接收端，对接收信号进行傅里叶变换FFT，得到频域信号；

对所述频域信号进行频域后均衡post-FDE处理，得到频域均衡信号；

对所述频域均衡信号进行傅里叶逆变换IFFT，得到时域信号；

对所述时域信号进行时域均衡处理，得到混合时频域均衡信号。

现有技术中，在光通信领域内，OFDM的应用已经比较广泛，但是OFDM有较大的峰均比，敏感的相位噪声和频率偏移成为限制OFDM发展的障碍，而频域均衡则不会有以上的缺点，为此，本发明在可见光通信的接收端应用频域均衡对接收到的信号进行频域后均衡处理，为了使通信质量更好，对频域后均衡处理之后得到的时域均衡信号再进行傅里叶逆变换IFFT，使时域均衡信号转变为时域信号，然后再对时域信号进行时域均衡处理，最后得到混合时频域均衡信号。该混合时频域均衡信号与单用频域均衡处理得到的均衡信号相比，能以更少的序列达到同样的效果，与单用时域均衡相比，能以更少的滤波器阶数达到同样的通信质量，而且该混合时频域均衡信号误码率性能更好，整体通信质量较好。

优选地，在所述将时域信号经过时域均衡处理，得到混合时频域均衡信号的步骤中，采用直接判决的最小均方算法DD-LMS自适应均衡器进行时域均衡。

最小均方算法(LMS)是用于减少输入信号和经过滤波的输出信号之间的不规则方波的算法，实现简单且对信号统计特性变化具有稳健性。

优选地，所述DD-LMS自适应均衡器的抽头数为33。

信号在传输过程中，传播信道的时延色散及多径等因素使得信号产生符号间干扰（ISI），传输差错概率升高，信号接收端采用信道均衡技术是克服ISI，减少差错率的有效方法，但是均衡器的计算量随着均衡器抽头数量的增加而呈线性增长，若采用自适应算法，则计算量呈二次方，三次方增长。因此，均衡器的抽头数量必须合理选取，太多则计算量过大，太少则消除ISI效果不理想。

优选地，所述在可见光通信系统的信号接收端，对接收信号进行傅里叶变换FFT，得到频域信号的步骤之前，还包含以下步骤：

将所述接收信号分解成同相I路信号和正交Q路信号；

对所述I路信号和Q路信号分别进行串并变换；

将所述经过串并变换的接收信号去除循环前缀；

在所述对接收信号进行傅里叶变换FFT的步骤中，对所述去除了循环前缀的接收信号进行FFT。

I、Q调制的主要优点是：既便于将两个独立信号分量组合成一个复合信号；相应地也可以将其复合信号分解为两个独立的部分。本发明中将接收信号分解成同相I路信号和正交Q路信号，便于后续对两个独立的信号进行串并变换并进一步去除循环前缀，为之后进行傅里叶逆变换做好准备。