[发明专利]一种室内可见光单极性OFDM通信系统的实现方法

说明书

本发明公开了一种室内可见光单极性OFDM通信系统的实现方法，发送端利用Alamouti编码对ACO‑OFDM偶数子载波进行频域预编码，在偶数子载波上采用比特加载产生不同周期的反对称信号，对负信号进行零限幅；将正信号传输至由空气组成的信道中；通过接收端分别恢复出奇数子载波和偶数子载波上携带的信号。本发明解决了现有技术中存在的SMP‑OFDM系统功率利用率低、复用增益低的问题。

技术领域

本发明属于室内可见光通信技术领域，具体涉及一种室内可见光单极性OFDM通信系统的实现方法。

背景技术

可见光通信(Visible Light Communication)是指利用400-700nm可见光波段的光作为信息载体，无需光纤等有线信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式。可见光通信可以提供接近400THz的可用带宽，具有不易受电磁干扰、安全保密和不会危害人眼安全及光信号不能穿透墙壁等优点，可以满足用户对通信链路安全、稳定、快速及环保等方面的要求，以现有基于LED的基础照明设施作为无线接入点，可为室内无线通信网络提供另一种高速灵活的接入方式。可见光通信可与WiFi、蜂窝网络等通信技术交互融合，为未来物联网、智慧城市(家庭)、航空、航海、地铁、高铁、室内导航和井下作业等领域带来新的创新应用和价值体验。

由于强度调制/直接检测光信道对信号正实性的要求，目前室内可见光正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)系统主要是通过加直流偏置或非对称限幅的方法来实现驱动LED信号的单极性，如直流偏置光OFDM(DC-biasedOptical OFDM，DCO-OFDM)和非对称限幅光OFDM(Asymmetrically Clipped Optical OFDM，ACO-OFDM)。LED有限的动态范围使DCO-OFDM容易产生限幅失真，且直流偏置并不携带任何有效信息，接收端在解码之前要去掉直流偏置，低的功率利用率造成了有效接收信噪比的下降。ACO-OFDM仅在奇数子载波上传输信号，不仅频谱效率较低，且仅有一半的发送功率在接收端被用来解码，另一半泄漏到偶数子载波上的发送功率在接收端被当做非线性限幅噪声直接丢掉，在接收端解码时偶数子载波上携带的有用信号未被有效利用，系统误码率性能很难进一步提高。为了解决该问题，研究者提出了空间复用OFDM(Spatial MultiplexingOFDM，SMP-OFDM)传输方案，即SMP-DCO-OFDM和SMP-ACO-OFDM。这两种方案在不增加系统带宽及发送功率的条件下有效提高了频谱效率，但SMP-DCO-OFDM同样需要加直流偏置，功率利用率低的问题仍然存在，SMP-ACO-OFDM也同样没有充分利用偶数子载波上泄漏的有用功率。另外，室内信道矩元素不包含频率分量和相位分量的特点使空间子信道间产生很大的相关性，大大降低了SMP-OFDM系统的复用增益，使系统误码率性能受限。

发明内容

本发明的目的是提供一种室内可见光单极性OFDM通信系统的实现方法，解决了现有技术中存在的SMP-OFDM系统功率利用率低、复用增益低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种室内可见光单极性OFDM通信系统的实现方法，其特征在于，发送端利用Alamouti编码对ACO-OFDM偶数子载波进行频域预编码，在偶数子载波上采用比特加载产生不同周期的反对称信号，对负信号进行零限幅；将正信号传输至由空气组成的信道中；通过接收端分别恢复出奇数子载波和偶数子载波上携带的信号。

本发明的特点还在于：

具体包括以下步骤：

步骤a，搭建室内可见光通信平台，建立室内可见光信道；采集数据；对数据进行信源编码，产生二进制数据流；

步骤b，将步骤a得到的二进制数据流分成两部分，分别对两部分数据流依次进行串/并转换、正交振幅调制，得到两个并行的复信号向量；