[发明专利]基于无载波幅相调制的可见光通信多址接入方法与系统

权利要求书

1.基于无载波幅相调制的可见光通信多址接入方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）首先，对各用户的信号进行多阶编码调制，以提高传输的比特率，然后进行上采样； 

（2）接下来采用无载波幅相调制技术，进行复数信号的调制，并且对用户传输频带进行划分；通过设定不同整形滤波器的中心频率，将用户信号调制不同的子信号频带上；根据接入网用户端数目，设定不同数目的整形滤波器，实现多用户分配；

（3）根据测量得到的LED信道频响，对生成的无载波幅相调制信号进行线性预均衡处理，然后将预均衡处理后的无载波幅相调制信号调制到LED光源上；

（4）在接收端，根据不同用户，设定中心频率不同的匹配滤波器进行信号接收，实现高速可见光通信多址接入；

（5）接下来对信号进行下采样，然后采用信道均衡技术，以解决信道干扰带来的影响；最后对信号进行多阶编码的解调，实现原始数据的恢复。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）中所述无载波幅相调制技术，具体是将信号送入对应的一整形滤波器组当中，进行无载波幅相调制；所述整形滤波器采用一个均方根升余弦型的滤波器函数；通过设定不同整形滤波器的中心频率，将用户信号调制不同的子信号频带上；根据接入网用户端数目，设定不同数目的整形滤波器，实现多用户分配；通过调节整型滤波器组的参数，以实现用户信号在整个传输频带上无干扰的分布，从而将所有用户信号合路，驱动中心站的LED进行信号的发送。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤（3）中所述预均衡处理，是采用一个线性函数来对发射信号进行预均衡：首先通过对比未均衡的发射和接收信号频谱，来得到信号频响的最大衰落值，然后利用该衰落值构造一个线性函数来对发射信号进行预均衡，补偿信道频率衰落，同时在接收端信号能够保持较好的性能。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤（5）所述信道均衡技术，是采用基于恒模算法和多模级联算法的自适应衡器，用来恢复多阶编码信号。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述无载波幅相调制的过程为：

设无载波幅相调制信号表示如下：

                                                                                    (1)

这里，  和 是I路和Q路的原始比特序列经过编码和上采样之后的信号， 和  是对应的两个整形滤波器的时域函数，它们形成一对希尔伯特变换对，是一般基带的时域脉冲响应，使用根升余弦信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于无载波幅相调制解调过程如下：

假设传输信道是理想的，在接收机端两个匹配滤波器的输出表示为：

                    (2)

这里，和 是对应的匹配滤波器的脉冲响应，“” 为卷积符号，  和 分别为偶函数和奇函数，上式简化为： 

                         (3)

这里，,,，对于上式中I路信号，左边第一项是所需要的I路原始信号，它被第二项来自于Q路的信号所干扰；观察 和 ，发现 的最大值对应着的零值；因此，在合适的采样时间处，理想的I路信号可以提取出来，并且没有码间串扰的存在；对于上式中Q路信号，具有同样的结论；

为了实现多用户的接入，需要改变整型滤波器和匹配滤波器的中心频率，从而产生多用户信号表示如下：

      （4）

这里， 分别表示各个用户信号的中心载波，这里采用的相同的，因而是等间隔的划分；通过设定不同的基带信号脉冲参数，还可以改变各用户信号的带宽，实现灵活的带宽分配。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述信道均衡技术，是通过寻找均衡器各节点的系数来匹配系统的信道响应函数，该均衡器的系数更新方程和输出表示如下：

                                       （5）

                              （6）

这里，Y(i)和Z(i)分别是第i个输出和输入的信号，H(i)是均衡器的节点系数矩阵，返回误差，为收敛因子。