[发明专利]一种基于LED的可见光通信发射端校正方法及系统

权利要求书

1.一种基于LED的可见光通信发射端校正方法，其特征在于，所述方法包括：

获取发射基带信号，将所述发射基带信号发送至发射链路中进行预处理，得到发射链路信号，并将所述发射链路信号发送至发射端的LED中，完成电光转换，生成可见光通信信号；

在所述LED的出光方向上放置有PD探测器，所述PD探测器用于接收所述LED发出的部分可见光，并耦合所述可见光中携带的所述可见光通信信号，得到耦合信号，并将所述耦合信号进行调理和采样处理，得到数字耦合信号；

根据所述发射基带信号和所述数字耦合信号，计算得到所述可见光通信发射端的信道响应函数；

根据所述信道响应函数，计算得到所述可见光发射信道的幅频响应，并根据所述幅频响应，确定所述发射基带信号的频域补偿系数；

根据所述频域补偿系数，对所述发射基带信号进行频域补偿处理，得到补偿信号，并将所述补偿信号发送至所述发射链路中，以完成可见光通信发射端校正；

所述根据所述发射基带信号和所述数字耦合信号，计算得到所述可见光通信发射端的信道响应函数的步骤包括：

根据Y=XH+N，计算得到所述信道响应函数，其中，

x(t)表示为所述发射基带信号，y(t)表示为所述数字耦合信号，H表示为所述信道响应函数，表示为t时刻第N_i路发射基带信号，表示为t时刻第N_i路数字耦合信号，X表示为所述频域上的发射基带信号，Y表示为所述频域上的数字耦合信号，N表示噪声；

所述根据所述信道响应函数，计算得到所述可见光发射信道的幅频响应，并根据所述幅频响应，确定所述发射基带信号的频域补偿系数的步骤包括：

将所述可见光通信发射端的所述信道响应函数取模，得到所述幅频响应，并根据所述幅频响应和目标幅度功率点，计算所述频域补偿系数，所述频域补偿系数的计算公式为：

，i=[1,2,…,m]；

其中，K_i表示第i个频点下的频域补偿系数，P_i表示第i个频点下的幅频响应，a表示所述目标幅度功率点，m表示频域补偿下的总频点数；

所述根据所述频域补偿系数，对所述发射基带信号进行频域补偿处理，得到补偿信号，并将所述补偿信号发送至所述发射链路中，以完成可见光通信发射端校正的步骤包括：

获取所述发射基带信号的频域信号以及对应频点下的所述频域补偿系数，计算得到补偿频域信号，并将所述补偿频域信号进行傅里叶逆变换，得到所述补偿信号，所述补偿频域信号的计算公式为：

，i=[1,2,…,m]；

其中，表示第i个频点下的补偿频域信号，K_i表示第i个频点下的频域补偿系数，表示第i个频点下的频域信号，m表示频域补偿下的总频点数。

2.根据权利要求1所述的基于LED的可见光通信发射端校正方法，其特征在于，所述获取发射基带信号，将所述发射基带信号发送至发射链路中进行预处理，得到发射链路信号，并将所述发射链路信号发送至发射端的LED中，完成电光转换，生成可见光通信信号的步骤之前包括：

对所述预处理过程中的发射参数进行设置，其中，所述发射参数至少包括LED响应频率参数、预均衡器调制带宽参数、驱动电路电流能力参数以及放大电路增益参数。

3.根据权利要求1所述的基于LED的可见光通信发射端校正方法，其特征在于，所述获取发射基带信号，将所述发射基带信号发送至发射链路中进行预处理，得到发射链路信号的步骤中，将所述发射基带信号至少依次进行数模转换处理、预均衡处理、驱动处理以及放大处理，得到所述发射链路信号。

4.根据权利要求1所述的基于LED的可见光通信发射端校正方法，其特征在于，所述在所述LED的出光方向旁上放置有PD探测器，所述PD探测器用于接收所述LED发出的部分可见光，并耦合所述可见光中携带的所述可见光通信信号，得到耦合信号，并将所述耦合信号进行调理和采样处理，得到数字耦合信号的步骤包括：

将所述耦合信号依次进行滤波、放大和模数转换采样处理，得到所述数字耦合信号。

5.一种基于LED的可见光通信发射端校正系统，其特征在于，所述系统包括：

获取模块，用于获取发射基带信号，将所述发射基带信号发送至发射链路中进行预处理，得到发射链路信号，并将所述发射链路信号发送至发射端的LED中，完成电光转换，生成可见光通信信号；

耦合模块，用于在所述LED的出光方向上放置有PD探测器，所述PD探测器用于接收所述LED发出的部分可见光，并耦合所述可见光中携带的所述可见光通信信号，得到耦合信号，并将所述耦合信号进行调理和采样处理，得到数字耦合信号；

信道响应函数计算模块，用于根据所述发射基带信号和所述数字耦合信号，计算得到所述可见光通信发射端的信道响应函数；

频域补偿系数确定模块，用于根据所述信道响应函数，计算得到所述可见光发射信道的幅频响应，并根据所述幅频响应，确定所述发射基带信号的频域补偿系数；

频域补偿模块，用于根据所述频域补偿系数，对所述发射基带信号进行频域补偿处理，得到补偿信号，并将所述补偿信号发送至所述发射链路中，以完成可见光通信发射端校正；

所述信道响应函数计算模块包括：

信道响应函数计算单元，用于根据Y=XH+N，计算得到所述信道响应函数，其中，

x(t)表示为所述发射基带信号，y(t)表示为所述数字耦合信号，H表示为所述信道响应函数，表示为t时刻第N_i路发射基带信号，表示为t时刻第N_i路数字耦合信号，X表示为所述频域上的发射基带信号，Y表示为所述频域上的数字耦合信号，N表示噪声；

所述频域补偿系数确定模块包括：

频域补偿系数计算单元，用于将所述可见光通信发射端的所述信道响应函数取模，得到所述幅频响应，并根据所述幅频响应和目标幅度功率点，计算所述频域补偿系数，其中，所述频域补偿系数的计算公式为：

，i=[1,2,…,m]；

其中，K_i表示第i个频点下的频域补偿系数，P_i表示第i个频点下的幅频响应，a表示所述目标幅度功率点，m表示频域补偿下的总频点数；

所述频域补偿模块包括：

补偿信号获取单元，用于获取所述发射基带信号的频域信号以及对应频点下的所述频域补偿系数，计算得到补偿频域信号，并将所述补偿频域信号进行傅里叶逆变换，得到所述补偿信号，其中，所述补偿频域信号的计算公式为：

，i=[1,2,…,m]；

其中，表示第i个频点下的补偿频域信号，K_i表示第i个频点下的频域补偿系数，表示第i个频点下的频域信号，m表示频域补偿下的总频点数。