一种降低可见光通信系统光源LED非线性的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种降低可见光通信系统光源LED非线性的方法及系统，能够从发送的信号本身消除LED非线性特性造成的信号畸变。所述方法包括：获取待发送的信号序列；基于选择性映射算法对所述信号序列进行处理，得到峰均功率比最小的一组多载波信号序列；将所述多载波信号序列转换为串行信号，并生成一组与所述串行信号长度相同的标记序列；若所述串行信号的幅值大于LED饱和门限值，则将幅值大于LED饱和门限值的多载波信号乘以预失真压缩系数，并在标记序列中对应位置赋值1。本发明专利技术适用于可见光无线通信技术领域。

Method and system for reducing LED nonlinearity of light source of visible light communication system

The invention provides a method and a system for reducing the LED nonlinearity of a light source of a visible light communication system, which can eliminate the signal distortion caused by the nonlinear characteristics of the LED from the transmitted signal. The method comprises: acquiring signal sequence to be transmitted; selective mapping algorithm to process the signal sequence was obtained based on the peak to average power ratio of a multi carrier signal sequence is the smallest; the multi carrier signal sequence into serial signal, and generates a group with the same length serial signal sequence tags amplitude; if the serial signal is greater than the threshold value of LED saturation, the multi carrier signal is multiplied by the amplitude greater than the pre LED saturation threshold distortion compression coefficient, and the corresponding position in the sequence assignment 1. The invention is applicable to the technical field of visible light wireless communication.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可见光无线通信
，特别是指一种降低可见光通信系统光源LED非线性的方法及系统。
技术介绍
随着无线通信技术以及照明科技产业的不断发展，可见光发光二极管(LED)无线通信作为一种利用白光LED进行通信的新技术，具有可见光资源丰富、安全节能、通信容量大、发射频率高、传输速率快、无电磁干扰、不需要无线电频率证等优点。可见光LED无线通信具有较好的应用前景，在未来通信领域中占有重要的地位和价值，以LED为室内可见光通信信号光源，其具有节能化、智能化、信息化、安全化，无电磁辐射等优点，可见光通信研究被《时代周刊》评为2011年全球50大科技专利技术之一。可见光通信系统具有许多可弥补射频无线通信系统缺陷的优点，但是因信号光源LED固有的非线性传输特性使得信号光源LED成为系统中最大非线性器件之一。由于可见光无线通信系统的调制带宽受LED的非线性特性影响，并且光源LED的线性传输范围有限，因此在LED器件的传输过程中，当信号幅值高于LED线性范围的饱和门限值，信号的高幅值将无法正常输出，这样的高幅值信号便失真为幅值为LED饱和门限值的畸变信号。遭到畸变的高幅值多载波信号进入可见光通信信道，被接收端接收后无法恢复出原始信号，这由LED非线性导致的影响不仅降低可见光无线通信系统的可靠性，还会因大量信号到达LED饱和门限值而减小了光源LED工作寿命。现有技术中，改变LED偏置电流可以作为一种可以减轻可见光无线通信中光源LED的非线性影响的方法，具体的，检测LED线性传输范围的中心值，分析并且计算发送信号的平均电流值，将LED偏置电流设置为LED线性传输范围的中心值，使得发送信号的平均电流值接近偏置电流值。该方法是根据器件本身进行设置，操作简单，但是，并没有从发送的信号本身做非线性降低处理，且该方法只适合于较低复杂度的系统。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种降低可见光通信系统光源LED非线性的方法及系统，以解决现有技术所存在的没有从发送的信号本身做非线性降低处理，且只适用于较低复杂度的系统的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种降低可见光通信系统光源LED非线性的方法，包括：获取待发送的信号序列；基于选择性映射算法对所述信号序列进行处理，得到峰均功率比最小的一组多载波信号序列；将所述多载波信号序列转换为串行信号，并生成一组与所述串行信号长度相同的标记序列；若所述串行信号的幅值大于LED饱和门限值，则将幅值大于LED饱和门限值的多载波信号乘以预失真压缩系数，并在标记序列中对应位置赋值1。进一步地，所述基于选择性映射算法对所述信号序列进行处理，得到峰均功率比最小的一组多载波信号序列包括：将基于选择性映射算法生成的a组相位旋转因子序列分别与所述信号序列相乘，得到a组选择性映射信号序列；对所述a组选择性映射信号序列分别进行逆快速傅里叶变换，得到a组多载波信号序列；从所述a组多载波信号序列中，获取峰均功率比最小的一组多载波信号序列。进一步地，所述方法还包括：若所述串行信号的幅值小于LED饱和门限值，则在标记序列中对应位置赋值0。进一步地，所述方法还包括：对接收端接收到的信号进行限幅恢复；所述对接收端接收到的信号进行限幅恢复包括：在接收端对接收到的信号进行检测；若检测到标记序列中的标记值为1时，则将对应位置的接收信号与预失真压缩系数相除进行限幅恢复；若检测到标记序列中的标记值为0时，则对应位置的接收信号保持不变。进一步地，所述对接收端接收到的信号进行限幅恢复之后包括：获取选择性映射算法生成的a组相位旋转因子序列中最小的一组相位旋转因子序列；将限幅恢复后的信号经过快速傅里叶变换后除以所述最小的相位旋转因子序列。本专利技术实施例还提供一种降低可见光通信系统光源LED非线性的系统，在发送端，所述系统包括：信号序列获取单元：用于获取待发送的信号序列；选择性映射单元：用于基于选择性映射算法对所述信号序列进行处理，得到峰均功率比最小的一组多载波信号序列；标记序列生成单元：用于将所述多载波信号序列转换为串行信号，并生成一组与所述串行信号长度相同的标记序列；第一可恢复限幅单元：用于若所述串行信号的幅值大于LED饱和门限值，则将幅值大于LED饱和门限值的多载波信号乘以预失真压缩系数，并在标记序列中对应位置赋值1。进一步地，所述选择性映射单元包括：乘法模块，用于将基于选择性映射算法生成的a组相位旋转因子序列分别与所述信号序列相乘，得到a组选择性映射信号序列；逆变换模块，用于对所述a组选择性映射信号序列分别进行逆快速傅里叶变换，得到a组多载波信号序列；获取模块，用于从所述a组多载波信号序列中，获取峰均功率比最小的一组多载波信号序列。进一步地，在发送端，所述系统还包括：第二可恢复限幅单元：用于若所述串行信号的幅值小于LED饱和门限值，则在标记序列中对应位置赋值0。进一步地，在接收端，所述系统包括：恢复单元：用于对接收端接收到的信号进行限幅恢复；所述恢复单元包括：检测模块，用于在接收端对接收到的信号进行检测；限幅恢复模块，用于若检测到标记序列中的标记值为1时，则将对应位置的接收信号与预失真压缩系数相除进行限幅恢复；所述限幅恢复模块，还用于若检测到标记序列中的标记值为0时，则对应位置的接收信号保持不变。进一步地，在接收端，所述系统还包括：相位旋转因子获取单元：用于获取选择性映射算法生成的a组相位旋转因子序列中最小的一组相位旋转因子序列；变换单元，用于将限幅恢复后的信号经过快速傅里叶变换后除以所述最小的相位旋转因子序列。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，利用选择性映射算法对获取到的待发送的信号序列进行处理，得到峰均功率比最小的一组多载波信号序列；将所述多载波信号序列转换为串行信号，并生成一组与所述串行信号长度相同的标记序列；若所述串行信号的幅值大于LED饱和门限值，则将幅值大于LED饱和门限值的多载波信号乘以预失真压缩系数，并在标记序列中对应位置赋值1(可恢复限幅法)，保证所述串行信号在LED线性范围内正常输出，这样，利用选择性映射算法和可恢复限幅法在相位和幅度两方面对多载波信号幅值范围进行控制，使其在LED线性范围内传输，克服高幅值多载波信号在光源LED中传输遭到的非线性影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低可见光通信系统光源LED非线性的方法，其特征在于，包括：获取待发送的信号序列；基于选择性映射算法对所述信号序列进行处理，得到峰均功率比最小的一组多载波信号序列；将所述多载波信号序列转换为串行信号，并生成一组与所述串行信号长度相同的标记序列；若所述串行信号的幅值大于LED饱和门限值，则将幅值大于LED饱和门限值的多载波信号乘以预失真压缩系数，并在标记序列中对应位置赋值1。

【技术特征摘要】
1.一种降低可见光通信系统光源LED非线性的方法，其特征在于，包括：
获取待发送的信号序列；
基于选择性映射算法对所述信号序列进行处理，得到峰均功率比最小的一
组多载波信号序列；
将所述多载波信号序列转换为串行信号，并生成一组与所述串行信号长度
相同的标记序列；
若所述串行信号的幅值大于LED饱和门限值，则将幅值大于LED饱和门
限值的多载波信号乘以预失真压缩系数，并在标记序列中对应位置赋值1。
2.根据权利要求1所述的降低可见光通信系统光源LED非线性的方法，
其特征在于，所述基于选择性映射算法对所述信号序列进行处理，得到峰均功
率比最小的一组多载波信号序列包括：
将基于选择性映射算法生成的a组相位旋转因子序列分别与所述信号序
列相乘，得到a组选择性映射信号序列；
对所述a组选择性映射信号序列分别进行逆快速傅里叶变换，得到a组多
载波信号序列；
从所述a组多载波信号序列中，获取峰均功率比最小的一组多载波信号序
列。
3.根据权利要求1所述的降低可见光通信系统光源LED非线性的方法，
其特征在于，所述方法还包括：
若所述串行信号的幅值小于LED饱和门限值，则在标记序列中对应位置
赋值0。
4.根据权利要求1所述的降低可见光通信系统光源LED非线性的方法，
其特征在于，所述方法还包括：
对接收端接收到的信号进行限幅恢复；
所述对接收端接收到的信号进行限幅恢复包括：
在接收端对接收到的信号进行检测；
若检测到标记序列中的标记值为1时，则将对应位置的接收信号与预失真

\t压缩系数相除进行限幅恢复；
若检测到标记序列中的标记值为0时，则对应位置的接收信号保持不变。
5.根据权利要求4所述的降低可见光通信系统光源LED非线性的方法，
其特征在于，所述对接收端接收到的信号进行限幅恢复之后包括：
获取选择性映射算法生成的a组相位旋转因子序列中最小的一组相位旋
转因子序列；
将限幅恢复后的信号经过快速傅里叶变换后除以所述最小的相位旋转因
子序列。
6.一种降低可见光通信系统光源LED非线性的系统，其特征在于，在发
送端，所述系统包括：
信...

【专利技术属性】
技术研发人员：严朝雯，王建萍，史尹嘉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11