(本实施例采用第二个用户的第1个子带作为隔离保护子带），此外，这两个用户发送 的数据块间允许有1个样值符号以内的定时偏差，并假设该定时偏差以相同的概率随机取 值为_1，〇(即无偏差，等价于同步传输模式），和1个样值符号周期。图13结果表明，所提基于 直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统的误比特率性能优于DCO-OFDM系统，该优势一 方面是由于所提滤波器组多载波可见光通信系统无需附加CP，节省的发送功率可以用于增 强有效信息传输的可靠性，更重要的一方面是由于所提系统支持异步传输模式，而DCO-OFDM不能很好地支持异步模式。
[0117]作为优选的实施例，本发明在数字基带预处理模块的调制模块之前，加入了编码 模块和交织模块，编码模块，用于对信息比特流进行信道编码，增加传输的可靠性;交织模 块，用于对编码后的信息比特流进行交织处理，增加抗连续突发错误能力。同时，在数字基 带后处理模块的解调模块之后，加入了解交织模块和解码模块，解交织模块，用于对经过解 调的比特流进行解交织操作;解码模块，用于对经过解交织后的比特流进行解码，从而恢复 出原始信息比特流。编码模块和交织模块与解交织模块和解码模块需要联合使用，以增加 传输的可靠性。
【主权项】
1. 一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统，其特征在于，包括发送端和 接收端； 所述发送端，包括： -接口与缓存模块，用于从外部应用接收并缓存所要传输的信息比特流； -数字基带预处理模块，用于对信息比特流进行预处理，生成多路调制符号流； -综合滤波器组处理模块，用于对所要传输的多路调制符号流进行综合滤波器组处理， 使得每一路调制符号流分别加载到滤波器组的一个子带上，并叠加生成一路多载波数字信 号流； -数字/模拟转换模块，用于对所要传输的数字信号流进行数字/模拟转换，生成模拟信 号； -偏置与驱动电路模块，用于对模拟信号进行放大，同时附加直流偏置，使得经过放大 和偏置后的模拟信号与光源的正常工作区间相匹配； -光源，用于在经过放大和偏置的模拟电域信号的驱动下发光，从而将模拟电域信号转 换为光强信号，并发送到可见光通信信道中； 所述接收端包括： -光电转换器及其驱动电路模块，用于将接收到的光强信号通过光电转换器转换为电 信号； -放大滤波模块，用于对经过光电转换后的电域信号进行放大和滤波，使其信号幅度处 于后接模拟/数字转换模块的工作区间，同时滤除直流分量以及带外噪声； -模拟/数字转换模块，用于将放大滤波后的模拟电信号进行模拟/数字转换，生成数字 电域信号； -分析滤波器组处理模块，用于对数字电域信号进行分析滤波器组处理，将一路多载波 信号重新分解为多路并行传输的符号流； -均衡模块，用于对分析滤波器组输出的多路并行符号流的每一路进行均衡操作，消除 信道畸变对信号产生的影响； -数字基带后处理模块，用于对经过均衡的多路并行符号流进行后处理，恢复出原来的 一路信息比特流； -缓存与接口模块，用于缓存信息比特流并发送给外部目标应用。2. 根据权利要求1所述的一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统，其特 征在于，所述数字基带预处理模块具体包括： -调制模块，用于对比特流进行脉冲幅度调制，生成调制符号流； -串并转换模块，用于对调制符号流进行串并转换，将一路高速符号流转换成多路并行 的低速调制符号流； 所述数字基带后处理模块具体包括： -并串转换模块，用于将分析滤波器组输出的多路并行低速符号流进行并串转换，形成 一路高速的符号流； -符号判决模块，用于对输入的高速符号流进行符号判决，输出经过判决的脉冲幅度调 制符号流； -解调模块，用于对判决后的脉冲幅度调制符号流进行解调，即解星座图映射，从而将 调制符号流解调为对应的比特流。3. 根据权利要求2所述的一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统，其特 征在于，在数字基带预处理模块的调制模块之前，加入编码模块和交织模块； _编码模块，用于对?目息比特流进行?目道编码； -交织模块，用于对编码后的信息比特流进行交织处理； 在数字基带后处理模块的解调模块之后，加入解交织模块和解码模块； -解交织模块，用于对经过解调的比特流进行解交织操作； -解码模块，用于对经过解交织后的比特流进行解码，从而恢复出原始信息比特流。4. 根据权利要求1所述的一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统，其特 征在于，所述综合滤波器组处理模块采用具有完全重构性质的Μ通道余弦调制滤波器组，具 体包括:Μ路并行Ρ倍上采样器，用于对调制符号流进行Ρ倍上采样，从而生成Ρ组镜像频谱;Μ 路并行子带综合滤波器，每路子带综合滤波器的频响仅与前后相邻两路子带综合滤波器的 频响交叠，用于对上采样后的调制符号流进行子带滤波，取出对应的一组镜像频谱；加法 器，用于对经过子带滤波后的多路信号流进行相加，生成单路数字信号流，该路信号包含了 Μ路子带信号，从而构成滤波器组多载波信号； 所述分析滤波器组处理模块采用具有完全重构性质的Μ通道余弦调制滤波器组，具体 包括:Μ路并行子带分析滤波器，每路子带分析滤波器的频带与其对应的子带综合滤波器相 同，用于对接收到的数字电域多载波信号进行子带滤波，取出信号中对应该子带分析滤波 器的某段频带，从而生成Μ路并行子带信号;Μ路并行Ρ倍下采样器，用于对经过子带分析滤 波的多路子带信号进行Ρ倍下采样，降低采样速率，从而将子带频谱扩展到整个频带，生成Μ 路并行低速符号流。5. 根据权利要求4所述的一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统，其特 征在于，在多用户模式下，每个用户独自使用所述综合滤波器组中的Μ个支路中的一部分相 邻的支路，独自使用所述分析滤波器组中的Μ个支路中的一部分相邻的支路，且该用户所使 用的综合滤波器组支路与分析滤波器组支路的序号一一对应。6. 根据权利要求4所述的一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统，其特 征在于，所述综合滤波器组中的子带综合滤波器和所述分析滤波器组中的子带分析滤波器 均采用实数值系数。7. 根据权利要求1所述的一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统，其特 征在于，所述光源为发光二极管(LED)或激光二极管(LD);所述光电转换器为光电二极管 (PD)〇8. 根据权利要求1所述的一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统，其特 征在于，所述附加的直流偏置的大小取为被附加直流偏置的信号的标准差的k倍，k的取值 区间为[1，4]。9. 利用权利要求1-8任一权利要求所述的一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光 通信系统实现的一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信方法，其特征在于，具体 步骤如下： 51、 从外部应用接收待传输的信息比特流； 52、 将待传输的信息比特流进行数字预处理，包括脉冲幅度调制和串并转换，生成Μ路 并行的调制符号流； 53、 将调制符号流进行综合滤波器组处理，生成滤波器组多载波数字信号； 54、 将数字信号进行数字/模拟转换，生成模拟电信号； 55、 对模拟电信号附加直流偏置并驱动光源发光； 56、 用光电转换器将接收到的光信号转换为模拟电信号； 57、 对模拟电信号进行放大和滤波，滤除直流分量； 58、 对模拟电信号进行模拟/数字转换，生成数字信号； 59、 对数字信号进行分析滤波器组处理，生成多路并行符号流； 510、 对多路并行符号流的每一路进行均衡处理，消除信道畸变影响； 511、 对经过均衡的多路并行符号流进行数字后处理，包括并串转换、符号判决、解调， 恢复出原始信息比特流； 512、 将恢复出的信息比特流发送给目标应用。10.根据权利要求9所述的一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统，其特 征在于，在步骤S2脉冲幅度调制和串并转换之间，加入编码和交织，用于对信息比特流进行 信道编码，以及对编码后的信息比特流进行交织处理;在步骤S11解调之后，加入解交织和 解码，用于对经过解调的比特流进行解交织操作，以及对经过解交织后的比特流进行解码， 而恢复出原始信息比特流。
【专利摘要】本发明公开了一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统及方法，该系统包括发送端和接收端，其核心分别为综合滤波器组处理和分析滤波器组处理模块，通过使用实值系数的子带综合滤波器，满足发送信号为实值的要求，并通过使用直流偏置，进一步满足发送信号为正值的要求，从而成功地将滤波器组多载波技术应用于可见光通信。相比于现有的基于OFDM多载波的可见光通信系统，本发明提供的系统具有两个明显的优势：一方面不需要对发送数据块附加循环前缀，从而节省了发送功率并提高了频谱利用效率；另一方面所提系统能很好地支持异步传输模式，从而增加了系统设计的灵活性，降低了对系统收发端同步的要求，有利于降低系统实现成本。
【IPC分类】H04L27/26, H04B10/116, H04L25/06
【公开号】CN105450577
【申请号】CN201510882159
【发明人】党建, 张在琛, 吴亮
【申请人】东南大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月3日