[发明专利]一种基于KK关系的可见光通信单载波及多载波调制方法

说明书

本发明涉及光通信技术领域，涉及一种基于KK关系的可见光通信单载波及多载波调制方法，单载波调制包括：一、生成初始数据信息流；二、将数据信息映射到QAM信号中；三、得到单边带调制SSB复值信号；四、从复值信号中取绝对值，实信号和正信号被馈送到数模转换器DAC；LED驱动器输出驱动LED运转，使得输出电信号转换为光信号；五、光信号通过无线信道传输给接收机；六、光信号由雪崩光电二极管接收，并由跨阻抗放大器放大；通过模数转换器，将信号转换为数字域，在KK接收机中利用KK关系从信号幅度中提取相位信息；七、利用相位信息将信号重构为复值信号，降采样后，信号被解调。本发明能较佳地进行调制。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体地说，涉及一种基于KK关系的可见光通信单载波及多载波调制方法。

背景技术

可见光通信(VLC)利用发光二极管(LED)作为光源，由于具有照明和数据传输的双重功能，已经引起了人们的极大兴趣。基于LED的VLC系统具有低成本、高安全性、免许可和抗电磁干扰等优点，成为新一代6G通信的潜在关键技术之一。下一代6G和物联网(IoT)设备(如自动驾驶汽车和机器人、工业4.0、虚拟或增强现实)的势头推动了对高无线容量的需求。因此，特别是对于强度调制和直接检测(IMDD)VLC系统，关于高频谱效率的正交信号的研究是非常有意义的。

在IMDDVLC系统中，光的强度是由数据调制的，它既不能是复数，也不能是负的。因此，诸如脉冲幅度调制(PAM)之类的幅度调制通常与DC偏置一起使用。正交频分复用(OFDM)通过在每个频段优化分配功率和比特，允许高效使用远远超出LED和荧光粉3dB带宽的调制频率。然而，在OFDM调制过程中，必须使用厄米对称技术以提供实值信号作为快速傅立叶逆变换(IFFT)的输入，然后通常应用DC偏置来确保正输出，这种称为DC偏置光学OFDM(DCO-OFDM)。即使在偏置仅用于承载数据信号的传统IR通信中，DCO-OFDM仍然是在高信噪比(SNR)区域实现高频谱和能量效率的更合适的调制方案。

传统上，在IMDD系统中，利用复信号中的相位信息进行正交信令传输是不可能的。最近在相干光通信中使用一种Kramers-Kronig(KK)关系可以降低接收器的复杂度，并且KK接收器可以从平方律光电二极管(PD)接收的幅度中恢复出相位信息。

KK关系也被应用于开发一种带限的IMDD光OFDM调制格式，称为KK光OFDM(KKO-OFDM)；但是目前并不完善。

发明内容

本发明的内容是提供一种基于KK关系的可见光通信单载波及多载波调制方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的一种基于KK关系的可见光通信单载波调制方法，其包括以下步骤：

一、生成初始数据信息流；

二、将数据信息映射到QAM信号中；

三、将QAM信号与虚拟数字载波辅助方法VDCA相结合，得到单边带调制SSB复值信号；

四、使用直流偏置DC从复值信号中取绝对值，实信号和正信号被馈送到数模转换器DAC，其中模拟信号输出作为发光二极管LED驱动器的输入；LED驱动器输出驱动LED运转，使得输出电信号转换为光信号；

五、光信号通过无线信道传输给接收机；

六、在接收机处，光信号由雪崩光电二极管APD接收，并由跨阻抗放大器TIA进行放大；然后通过模数转换器ADC，将信号转换为数字域，在KK接收机中利用KK关系从信号幅度中提取相位信息；

七、利用相位信息将信号重构为复值信号，经过降采样后，信号被解调。

作为优选，步骤三中，利用虚拟数字载波辅助方法VDCA产生单边带SSB信号。