[发明专利]一种可见光通信中的自适应调制方法

说明书

本发明公开了一种可见光通信中的自适应调制方法，属于可见光通信技术领域。本发明在给定目标误码率要求下，通过充分利用子载波的功率余量，给每个子载波分配不同的比特与功率，从而使整个系统的传输速率最大。首先，给每个子载波平均分配功率，得到各个子载波的初始调制方式，然后计算每个子载波的功率余量和系统总功率余量，最后调整调制阶数。与现有技术相比，本发明充分利用了各个子载波的功率余量，将传统的固定门限算法与贪婪算法相结合，提出了复杂度较低的改进的固定门限自适应调制算法。同时，由于OFDM系统相邻子载波的频率响应相差的不是太大，为了降低计算复杂度以及减少传输信令，该算法还可以以子带为单位进行功率比特分配。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种可见光通信中的自适应调制方法。

背景技术

可将光通信是一种通过光辐射传输负载信息的新兴技术，以其诸多的优点，成为近年来无线通信领域研究的热点之一，是未来无线接入方案中针对射频技术最有潜力的互补技术。OFDM是可见光通信高速传输的基本调制方法，其中DCO-OFDM方案出现时间早，研究较为成熟，所以在目前大部分的可见光实物系统的实现都是采用的该方案。

由于OFDM系统中频率选择性，系统的误码率性能由幅频响应差的子载波决定。在OFDM技术中，可以根据信道状况的优劣进行自适应传输，在信道条件好的子载波上采取高阶调制，在信道条件差的子载波上采取低阶调制，可以在保证一定系统可靠性的前提下，最大限度的利用无线信道资源。

注水算法虽然是最优的功率分配算法，但复杂度高，分配在子载波上的比特数为任意实数，但在实际系统中，调制时的星座图的种类是有限的，而且分配到子载波上的比特为整数。因此，人们开始研究实用的自适应分配算法。

Hughes-Hartogs提出了贪婪算法，该算法的思想为：比较各个子载波上增加一个比特所需额外的发射功率，选取其最小的子载波，并在该子载波上增加一个比特以及相应的功率，重复此过程直至所有功率都被分配完。这是最优的自适应算法，但是复杂度高。

Chow、Fischer以及Campello等人提出了次优的比特功率分配算法以及在此基础上的改进算法，但是总的来说复杂度还是比较高，不适合在硬件系统中实现。

Grunheid给出了一种基于子带的自适应调制的SBLA算法，即为传统的固定门限算法，大大降低了复杂度的同时还保持了良好的性能。但是该算法采用的是平均分配功率，是会存在功率余量的，因此如果我们为了在满足目标误码率的前提下最大化传输速率，该算法还可以充分利用功率余量，提升性能。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种可见光通信中的自适应调制方法，本发明充分利用功率余量，将传统的固定门限算法与贪婪算法相结合，复杂度低，易于实现。

技术方案：本发明所述的可见光通信中的自适应调制方法，包括：

(1)获取可提供的调制方式集合以及对应的SNR门限集合；

(2)将总发射功率平均分配到所有子载波上；

(3)根据子载波平均分配到的发射功率计算每个子载波的接收信噪比：

(4)将计算到的每个子载波的接收信噪比与SNR门限集合中的SNR门限进行对比，采用与子载波接收信噪比更接近的SNR门限对应的调制方式作为当前子载波的初始调制方式；

(5)对于每个子载波，根据采用的初始调制方式，计算子载波的功率余量和系统功率余量；

(6)根据系统功率余量，以整个系统的传输速率最大为目标，调整调制方式；

(7)对于每个子载波，根据步骤(6)调整后采用的调制方式，计算子载波的功率余量，并根据功率余量重新计算各子载波的发射功率。