[发明专利]一种采用乘性削波的可见光多载波传输方法

摘要

本发明公开了一种采用乘性削波的可见光多载波传输方法，根据PAM‑DMT调制信号的特点，首先将每组对称时域信号中正值信号保留，负值信号置零。设定最大光信号阀值为ηc，当数据位大于ηc时，将数据位乘以给定常数α进行削波。然后，将对称位置信号值由0改为预先设定的固定信号值作为标记位。系统接收端通过MAP检测方法确定信号削波位置和标记位，最后根据发送端使用的乘性削波原则进行信号恢复，从而完成发送信号检测。该方法通过乘性削波有效降低了发射光信号的PAPR，方法实现简单，在抑制PAPR的同时提高了系统能量利用率，降低了系统对功放和发光二极管线性范围的要求，减少了信号在电、光域的非线性失真，提高了系统的整体性能。

主权项

一种采用乘性削波的可见光多载波传输方法，其特征在于：PAM‑DMT系统的每对时域信号经过不对称削波后，其中一位时域信号为数据位，另一位时域信号为0；数据位为有效数据，当数据位的有效数据值大于系统发射信号最大允许的阈值ηc时，将数据位时域信号削波为原时域信号值的α倍，同时将另一位时域信号由0更改为固定值flag，从而达到降低PAPR的作用；其中α为乘性削波系数，为大于0且小于1的固定值，flag表示标记乘性削波操作的标记信号；具体包括如下步骤：(1)发射端根据PAM‑DMT方式，采用个子载波传输经过调制的复数频域符号向量，具体为：信源产生的二进制信号经过PAM得到个频域符号，将这些频域符号作为个复数频域符号的虚部，将复数频域符号的实部置0，得到复数频域符号向量其中N为PAM‑DMT系统子载波总数；(2)在PAM‑DMT系统中，为了得到实数时域信号进行可见光调制，频域信号映射需要满足共轭对称特性，即需要在子载波上根据下面公式进行频域符号映射：]]>其中，X[n]表示第n个子载波携带的频域信号，上标*表示取共轭；(3)对频域信号X[n]进行N点IFFT操作，得到时域信号x(k)如下：其中，k表示时域符号的采样时刻位置，x(k)表示第k个时域信号；(4)在步骤(3)获得的时域信号中，每组对称时域信号值[x(k),x(N‑k)]的数值相同，符号相反；对所有时域信号进行不对称负值消除，得到非负实数时域信号xc(k)；消除步骤按照如下公式进行：其中，xc(k)为经过不对称负值削波后的第k个时域信号；(5)根据PAM‑DMT系统中发射用发光二极管的非线性范围确定阈值ηc，对时域信号xc(k)，(k＝1,2,…,N)进行乘性削波：首先，当数据位信号值大于ηc时，将该数据位信号值乘以α进行削波，并在对称位置放置标记信号值flag；然后，将乘性削波后仍大于ηc的数据位信号值削减为ηc；由此得到乘性削波后的第k组对称信号[xdc(k),xdc(N‑k)]如下：其中，flag取固定值0.3ηc；(6)将经过削波后的非负实数时域信号xdc＝[xdc(0),xdc(1),…,xdc(N‑1)]送往光通信发射模块，采用强度调制，将电信号转换成光强度信号；(7)在接收端，光电二极管将光强度信号转换为时域电信号ydc＝[ydc(0),ydc(1),…,ydc(N‑1)]，分别针对每组对称信号[ydc(k),ydc(N‑k)]采用经典的MAP进行信号检测，通过MAP检测估计出该信号组合在步骤(5)中的乘性削波类型，即步骤(5)中乘性削波公式中的情况(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)，由此恢复出经过负值削波的时域信号yc；具体恢复操作按如下步骤：当该组接收信号MAP检测为情况(a)或(b)时，数据不作变化；当属于情况(c)或(d)时，数据位除以α，对称位置接收信号即为标记位，直接置零；当情况属于(e)或(f)时，数据位除以α，对称位置置零；所述MAP为最大后验准则；(8)在步骤(7)中得到的yc中，正值维持不变，对称位置放置幅度相同且符号相反的值，得到原始的时域信号检测值y，并进行FFT，得到频域接收向量Y；(9)取Y中的携带有效信息的部分取其中虚部的值，通过PAM解调获得发送的二进制数据。