[发明专利]一种基于OFDM/OQAM的可见光通信系统的调制方法

说明书

本发明公开了一种基于OFDM/OQAM的可见光通信系统的调制方法，包括对OFDM/OQAM中NORMAL路进行改进，对OFDM/OQAM中OFFSET路的处理、在两个支路上引入功率分配方法，给滤波后的削波的NORMAL路信号和滤波后的OFFSET路的信号分配不同的功率值，并在时域进行叠加成一路信号并发射；并在接收端进行NORMAL路和OFFSET路解调。本方法中NORMAL路中只有一半的子载波携带数据而另一半载波携带削波噪声，并且引入了功率分配方法。在相同的比特传输速率下，有着更好的误码率性能，且不需要在接收端进行额外的干扰再生和消除。

技术领域

本发明属于可见光通信技术领域，具体为对OFDM/OQAM调制技术中NORMAL路的改进的可见光通信系统的调制方法。

背景技术

面对无线频谱资源日趋紧张这一挑战以及高速数据网络接入这一迫切需求，各种频谱高效的通信技术不断推出，其中频谱资源丰富、绿色节能，安全性能高、保密性好的接入方式——可见光通信(Visible Light Communication,VLC)便是一种极具吸引力和发展前途的解决方案。可见光通信频谱资源丰富，存在大量可利用带宽且带宽使用不受限制无需管理机构授权，从而为可见光通信系统实现高速数据传输提供了可行性。未来，可见光通信技术不仅能提供超高速网络服务，而且会产生不可估量的创新应用。在智慧城市、室内导航、医疗系统、井下作业、水下通信、航空航海、物联网等领域，VLC将于Wi-Fi、5G等通信技术交互融合，为用户带来创新应用和价值体验。

目前，在VLC通信系统中，OFDM得到了广泛的应用，主要是因为它的频谱效率比较高、抗多径干扰和频率选择性衰落等特点。而且它可以通过厄米共轭对称特性产生双极性的实信号进行传输，所以光OFDM成为VLC的热点研究内容。在DCO-OFDM中，所有的子载波都用来携带数据信息且通过直接添加一个直流分量来保证信号的非负性，虽然这样带来了很高的频谱效率但是也导致了功率效率的降低。这样以来，ACO-OFDM和PAM-DMT技术也相继提出来提高系统的功率效率，但是这是以降低一半的频谱效率为代价的，因为只有一半的载波被使用或调制符号的维度降低了一半。还有一些其他有吸引力的叠加方案出现，它们采用了混合或者多层单极性的光OFDM信号在时域进行同时传输，这样同时保证了较高的功率效率和频谱效率，比如像多层的ACO-OFDM,ASE-DMT,HACO-OFDM,PHO-OFDM等。然后这也存在了因为削波操作导致其他支路上产生了不必要的干扰，这得需要再接收端进行干扰估计和消除才能正确解调有用信息。

考虑到上述问题，有必要研究OFDM/OQAM技术，使其在VLC中的得到很好的应用。

发明内容

本发明的目的在于对OFDM/OQAM技术进行改进并引入可见光通信系统中，提供一种基于OFDM/OQAM的可见光通信系统的调制方法，使得该可见光通信系统在不需要增加额外的干扰消除下提高了系统功率效率和误码率性能。因为OFDM/OQAM被视为传统OFDM技术的替代，它选择使用了很好的时频域聚焦特性的很高的边带抑制滤波器来代替CP来提高系统的频谱效率和性能。但是在VLC中OFDM/OQAM的功率效率不高，这是因为它也需要很大的直流分量去保证信号的非负性。在本发明中提高的系统的功率效率而且该系统在接收端不需要增加削波引起的干扰估计和消除操作，这样也不会额外增加接收机的复杂度。所以提出了一种基于OFDM/OQAM的可见光通信系统的调制方法。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种基于OFDM/OQAM的可见光通信系统的调制方法，包括下述步骤：

1)对OFDM/OQAM中NORMAL路进行改进：

1a)将NORMAL路上前一半子载波中的奇载波携带调制的PAM数据符号，剩下的偶载波上不携带PAM符号全部置0；然后进行相位调制保证OFDM/OQAM符号在实数域的正交性；