基于峰值反馈与遗传算法结合的PTS技术降低VLC-OFDM系统峰均功率比的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于峰值反馈与遗传算法结合的PTS技术降低VLC‑OFDM系统峰均功率比的方法。包括以下步骤：S1、将数据进行IFFT处理；S2、采用GAPFA‑PTS技术对数据进行处理；S3、处理过的数据通过白光LED发射出去；S4、通过光电探测器接收数据信号，然后进行解GAPFA‑PTS操作；S5、对数据进行FFT处理，并解调输出。本发明专利技术将基于遗传算法的PTS技术(GA‑PTS)与峰值反馈算法(PFA)结合，提高了GA‑PTS技术的局部寻优能力。相比较传统的PTS技术而言，本发明专利技术大大的降低了计算复杂度。同时，与GA‑PTS技术相比较，本发明专利技术在计算量增加可忽略不计的情况下，能更有效地降低VLC‑OFDM系统的PAPR。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，主要涉及一种基于峰值反馈与遗传算法降低VLC-OFDM系统峰均功率比的PTS技术。
技术介绍
可见光通信(VLC)是指利用白光LED照明的同时，实现信号的高速传输。它可以替代无线局域网基站发射信号，并且具有丰富的频谱资源。可见光通信具有节能、高安全性等优点，是未来无线通信的一种有效方式。然而VLC中存在着多径效应，并由此导致码间干扰(ISI)。ISI增加了系统的误码率(BER)，严重影响了VLC系统的性能。因此，需要一种多载波技术进行调制，来减少码间干扰。正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波调制技术。它将高速传输的数据转换为若干并行的低速传输数据，分配到速率相对较低的若干子信道中传输，每个子信道中的符号周期相对增加，这样可减少因无线信道多径时延扩展对系统造成的码间干扰(ISI)。因此，OFDM调制技术被应用到VLC系统中来提高系统的抗多径干扰能力。然而，OFDM技术也有一些缺陷，比如存在高峰均功率比(PAPR)。OFDM信号的PAPR是指信号x(n)的最大峰值功率与平均功率的比值，PAPR可表示为(1)： P A P R = m a x 0 ≤ n ≤ N - 1 [ | x ( n ) | 2 ] E [ | x ( n ) | 2 ] . - - - ( 1 ) ]]>OFDM信号的PAPR是一个随机变量，累积分布函数(CDF)和互补累积分布函数(CCDF)可以用来描叙其统计特性。CDF是指OFDM符号周期内的N个采样值中的每个采样值的PAPR都小于门限值z的概率，可以表示为(2)：CDF＝P(PAPR≤z)＝F(z)N＝(1-e-z)N， (2)CCDF与CDF相反，表示OFDM符号周期内的N个采样值中的每个采样值的PAPR都大于z的概率。被定义为(3)：CCDF＝P(PAPR>z)＝1-F(z)N＝1-(1-e-z)N， (3)式中，z表示PAPR的门限值PAPR0，N表示子载波个数。通常，更多的采用CCDF来衡量OFDM系统内的PAPR分布。通过比较CCDF，新方法降低PAPR优势可以更直观的体现出来。一个信号具有高PAPR意味着它的信号中具有瞬时功率幅值很高的部分。而VLC-OFDM系统中的功率放大器和LED发射器它们的线性工作区域是有限的。当具有高峰值的OFDM信号进入VLC-OFDM系统中的功率放大器和LED发射器的非线性区域时，会使系统的传输信号发生失真。这种非线性失真使子载波间产生带内干扰和带外辐射，导致通信系统的运行效率大大降低，从而使系统的通信性能衰退。因此，高PAPR是VLC-OFDM系统中不容忽略的问题之一。降低VLC-OFDM系统的PAPR对于通信系统的性能具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：降低VLC-OFDM系统的PAPR，提高系统的通信效率，减少系统的非线性失真，从而改善通信系统的性能。本专利技术的技术方案是，一种基于峰值反馈与遗传算法结合的PTS技术降低VLC-OFDM系统峰均功率比的方法，包括以下步骤：S1、将串行数据转换为并行数据，然后进行快速傅里叶逆变换即IFFT处理，得到OFDM调制信号；S2、对OFDM调制信号采用基于峰值反馈与遗传算法的部分传输序列技术即GAPFA-PTS对数据进行处理；即对OFDM调制信号进行分组、优化处理后，加权重新组合来降低数据的峰值平均功率比即PAPR；S3、将具有低峰均功率比的数据进行并串变换后，通过白光LED发射出去，实现可见光通信；S4、通过光电探测器接收数据信号，把接收的数据串并变换后，进行解GAPFA-PTS操作；S5、对数据进行快速傅里叶变换即FFT以及并串转换，还原出初始数据并解调输出。所述的方法，步骤S2包括以下步骤：把OFDM调制信号中的一组OFDM数据符号相邻分割成V个子数据块，每个子数据块上的数据都乘以一个相应的加权系数bj，然后组合子数据块，得到处理过的信号。所述的方法，所述的V为2的幂指数值且能整除子载波个数。所述的方法，选取加权系数bj的步骤包括：首先设定参数：加权系数bj＝{+1,-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于峰值反馈与遗传算法结合的PTS技术降低VLC‑OFDM系统峰均功率比的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将串行数据转换为并行数据，然后进行快速傅里叶逆变换即IFFT处理，得到OFDM调制信号；S2、对OFDM调制信号采用基于峰值反馈与遗传算法的部分传输序列技术即GAPFA‑PTS对数据进行处理；即对OFDM调制信号进行分组、优化处理后，加权重新组合来降低数据的峰值平均功率比即PAPR；S3、将具有低峰均功率比的数据进行并串变换后，通过白光LED发射出去，实现可见光通信；S4、通过光电探测器接收数据信号，把接收的数据串并变换后，进行解GAPFA‑PTS操作；S5、对数据进行快速傅里叶变换即FFT以及并串转换，还原出初始数据并解调输出。

【技术特征摘要】
1.一种基于峰值反馈与遗传算法结合的PTS技术降低VLC-OFDM系统峰均功率比的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将串行数据转换为并行数据，然后进行快速傅里叶逆变换即IFFT处理，得到OFDM调制信号；S2、对OFDM调制信号采用基于峰值反馈与遗传算法的部分传输序列技术即GAPFA-PTS对数据进行处理；即对OFDM调制信号进行分组、优化处理后，加权重新组合来降低数据的峰值平均功率比即PAPR；S3、将具有低峰均功率比的数据进行并串变换后，通过白光LED发射出去，实现可见光通信；S4、通过光电探测器接收数据信号，把接收的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓宏贵，刘岩，肖威，李永陆，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43