[发明专利]基于最优带宽的自适应比特和功率加载方法

说明书

本发明涉及可见光通信技术领域，涉及一种基于最优带宽的自适应比特和功率加载方法，其包括以下步骤：1、初始化参数设置：给定子载波间隔、系统总的目标发射功率、目标误码率、信道状态信息；将子载波的比特数和功率初始化设为0；2、比特加载：依次计算假定给每个子载波多加载1比特时所需要增加的发射功率；找到ΔPsubgt;i/subgt;中最小的值所对应的子载波编号；加载1比特信息；计算所有子载波的发射功率，并求出当前总的发射功率；3、功率加载：根据每个子载波已加载的比特信息计算相应的发射功率。本发明能够充分利用可见光通信的频谱资源和有效提高系统的数据传输速率。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，具体地说，涉及一种基于最优带宽的自适应比特和功率加载方法。

背景技术

可见光通信(Visible Light Communication,VLC)是一种超宽频谱的高速通信方式，具有无需授权、高保密性、无电磁干扰和能耗低的特点，其使用的波长范围为380nm-780nm，约405THz，是整个射频频谱的10,000倍。

可见光通信信道可以看作准静态、具有低通特性的信道，并且可见光通信是功率受限系统。通常采用各种自适应比特和功率加载算法来节约能量及提升系统性能，而现有的自适应比特和功率加载算法均是基于固定信道带宽设定的，当发射功率较大时，只能单纯增加每个子载波的发射功率，不能充分利用可见光通信极其丰富的频谱资源，遂提出了一种基于最优带宽的自适应比特和功率加载算法。

发明内容

本发明的内容是提供一种基于最优带宽的自适应比特和功率加载方法，其能够充分利用可见光通信的频谱资源和有效提高系统的数据传输速率。

根据本发明的基于最优带宽的自适应比特和功率加载方法，其包括以下步骤：

步骤1、初始化参数设置：

给定子载波间隔Δf、系统总的目标发射功率P_T、目标误码率BER_target、信道状态信息H；将子载波的比特数和功率初始化设为0，即b_i＝0,P_i＝0；

步骤2、比特加载：

步骤2.1、依次计算假定给每个子载波多加载1比特时所需要增加的发射功率，即ΔP_i＝P′_i-P_i，其中P′_i为假定第i个子载波多加载1比特后的发射功率；在QAM调制下，P_i的计算公式为其中N₀为噪声功率谱密度，为信噪比间隙，Q为误差函数，为第i个子载波的信道增益，其中f_c是信道的3dB调制带宽；

步骤2.2、找到ΔP_i中最小的值所对应的子载波编号：i^*＝arg minΔP_i；

步骤2.3、为第i^*个子载波加载1比特信息：为第i^*个子载波加载的比特数；

步骤2.4、计算所有子载波的发射功率，并求出当前总的发射功率：P_t＝∑P_i，然后判断P_t≤P_T是否成立，如果成立则转到步骤2.1，继续进行加载，否则比特加载过程结束，进入下一步；

步骤3、功率加载：

根据每个子载波已加载的比特信息计算相应的发射功率：P_i。

作为优选，在给定的约束条件下对每个子载波加载功率和比特数，约束条件包括：发射机最大总发射功率、误比特率门限。