一种可见光通信的方法及设备技术

本申请提供一种可见光通信的方法及设备，用以补偿可见光通信系统中的线性失真和非线性失真，提高可见光通信的传输速率。本申请中：将接收到的携带信息的光信号转换成数字信号；将所述数字信号同步后输入到深度神经网络DNN均衡器中进行非线性均衡处理，得到非线性均衡处理后的数字信号；将所述非线性均衡处理后的数字信号输入到线性均衡器中进行均衡处理，得到线性均衡处理后的数字信号并输出。通过DNN均衡器可以逼近任意非线性失真，具有良好的抗非线性性能，线性均衡器可以有效补偿线性失真。因此本申请提供的技术方案不仅可以补偿信号在传输过程中引入的线性失真，还可以抑制非线性失真，提高可见光通信的传输速率。

A method and equipment of visible light communication

【技术实现步骤摘要】
一种可见光通信的方法及设备
本申请涉及通信
，特别涉及一种可见光通信的方法及设备。
技术介绍
近年来，随着云计算、大数据、物联网等业务的发展，人们对未来的接入技术提出了速度更快、可靠性更好、安全性更高的需求，因此提出可见光通信。在可见光通信中，通信系统存在多种线性和非线性失真，主要包括频谱压缩造成的码间干扰、LED(Light-emittingDiode，发光二极管)调制曲线的非线性影响、光在无线信道传输时引起的衰减和失真、接收机响应曲线的非线性。这些线性和非线性失真会导致接收到的信号中出现原始发射信号的平方项，相邻信号的交调项，甚至更高阶数的谐波分量，阻碍采用高阶调制技术的可见光通信系统的传输速率。为了解决可见光通信中的线性失真，提出了多种线性均衡的方法，如LMS(LeastMeanSquare，最小均方)、RLS(Recursiveleastsquares，递归最小二乘)、CMMA(CascadedMultiModulusAlgorithm，级联多模算法)，MCMMA(ModifiedCascadedMultiModulusAlgorithm，改进的级联多模算法)等，但是仅能解决线性失真，无法完成非线性失真信号的恢复。因此针对非线性失真，基于Volterra级数的滤波器利用多项式的展开对信道进行建模，以解决非线性失真的影响，但是该方式对硬件的要求较高，且随着阶数的增加，计算复杂度也相应增加，当阶数达到三阶以上时，该方案无法解决非线性失真。综上，目前在可见光通信中由于线性失真和非线性失真的影响，导致传输速率低。
技术实现思路
本申请实施例提供一种可见光通信的方法及设备，用以补偿可见光通信系统中的线性失真和非线性失真，提高可见光通信的传输速率。本申请实施例提供的具体技术方案如下：第一方面，本申请提供一种可见光通信的方法，该方法包括：将接收到的携带信息的光信号转换成数字信号；将数字信号同步后输入到DNN(DeepNeuralNetwork，深度神经网络)均衡器中进行非线性均衡处理，得到非线性均衡处理后的数字信号；将非线性均衡处理后的数字信号输入到线性均衡器中进行线性均衡处理，得到线性均衡处理后的数字信号并输出。在一种可能的实现方式中，通过下列方式对DNN均衡器进行训练：将存在非线性失真的数字信号作为输入，将非线性均衡出后的数字信号作为输出，对DNN均衡器进行训练。在一种可能的实现方式中，将接收到携带信息的光信号转换成数字信号，包括：通过滤光片对接收到的携带信息的可见光进行过滤，得到光信号；将光信号转换成电信号，并通过差分输出的方式输入到数字存储示波器中进行处理，得到数字信号。在一种可能的实现方式中，将数字信号同步后输入到DNN均衡器中进行非线性均衡处理，得到非线性均衡处理后的数字信号后，将非线性均衡处理后的数字输入到线性均衡器中进行线性均衡处理之前，将非线性均衡处理后的数字信号进行CAP(CarrierlessAmplitudeModulation无载波幅度调制)解调，并对CAP解调后的数字信号进行下采样处理。在一种可能的实现方式中，输出线性均衡处理后的数字信号之前，对线性均衡处理后的数字信号进行QAM(QuadratureAmplitudeModulation，正交振幅调制)解码。上述方法，将携带信息的光信号转换成数字信号，并将转换后的数字信号输入到DNN均衡器中进行非线性均衡处理，并将得到的非线性均衡处理后的数字信号输入到线性均衡器中进行线性均衡处理，将经过线性均衡处理后的数字信号输出，通过DNN均衡器可以逼近任意非线性失真，具有良好的抗非线性性能，线性均衡器可以有效补偿线性失真。因此本申请提供的技术方案不仅可以补偿信号在传输过程中引入的线性失真，还可以抑制非线性失真，提高可见光通信的传输速率。第二方面，本申请提供一种可见光通信的设备，该设备包括：数字存储示波器和处理器；数字存储示波器，用于将接收到的携带信息的电信号转换成数字信号，其中电信号是由携带信息的光信号转换的；处理器，用于将数字信号同步后输入到DNN均衡器中进行非线性均衡处理，得到非线性均衡处理后的数字信号；并将非线性均衡处理后的数字信号输入到线性均衡器中进行线性均衡处理，得到线性均衡处理后的数字信号并输出。在一种可能的实现方式中，DNN均衡器是将存在非线性失真的数字信号作为输入，将非线性均衡出后的数字信号作为输出，对DNN均衡器进行训练后得到的。在一种可能的实现方式中，该设备还包括：滤光片和光电探测器；滤光片，用于对接收到的携带信息的可见光进行过滤，得到光信号；光电探测器，用于将通过滤光片的光信号转换成电信号，并通过差分输出的方式输入到数字存储示波器中。在一种可能的实现方式中，处理器还用于：将非线性均衡处理后的数字信号通过匹配滤波器进行CAP解调；将CAP解调后的数据信号进行下采样处理后，输入到线性均衡器中进行线性均衡处理。在一种可能的实现方式中，处理器还用于：对线性均衡处理后的数字信号进行QAM解码，将解码后的数字信号输出。本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其它优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请提供的一种可见光通信的方法流程图；图2为本申请提供的一种DNN均衡器的结构图；图3为本申请提供的一种可见光通信的整体方法流程图；图4A为本申请提供的一种可见光通信的设备结构图；图4B为本申请提供的一种可见光通信的整体设备结构图；图5为本申请提供的一种可见光通信的设备结构图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。基于LED的VLC(VisibleLightCommunication，可见光通信)作为一种新型的无线通信技术，具有高速、传输保密性好、抗干扰能力强、频谱资源丰富、使用方便等特点。具有广泛应用于水下高速通信、智能交通系统、室内精准定位等领域。但在可见光通信中存在线性失真和非线性失真，对可见光通信的传输速率造成影响。目前针对线性失真的主要采用LMS、RLS、CMM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可见光通信的方法，其特征在于，该方法包括：/n将接收到的携带信息的光信号转换成数字信号；/n将所述数字信号同步后输入到深度神经网络DNN均衡器中进行非线性均衡处理，得到非线性均衡处理后的数字信号；/n将所述非线性均衡处理后的数字信号输入到线性均衡器中进行线性均衡处理，得到线性均衡处理后的数字信号并输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种可见光通信的方法，其特征在于，该方法包括：
将接收到的携带信息的光信号转换成数字信号；
将所述数字信号同步后输入到深度神经网络DNN均衡器中进行非线性均衡处理，得到非线性均衡处理后的数字信号；
将所述非线性均衡处理后的数字信号输入到线性均衡器中进行线性均衡处理，得到线性均衡处理后的数字信号并输出。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下列方式对所述DNN均衡器进行训练：
将存在非线性失真的数字信号作为输入，将非线性均衡出后的数字信号作为输出，对DNN均衡器进行训练。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将接收到携带信息的光信号转换成数字信号，包括：
通过滤光片对接收到的携带信息的可见光进行过滤，得到所述光信号；
将所述光信号转换成电信号，并通过差分输出的方式输入到数字存储示波器中进行处理，得到数字信号。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述数字信号同步后输入到DNN均衡器中进行非线性均衡处理，得到非线性均衡处理后的数字信号后，将所述非线性均衡处理后的数字输入到线性均衡器中进行线性均衡处理之前，还包括：
将非线性均衡处理后的数字信号进行无载波幅度调制CAP解调，并对CAP解调后的数字信号进行下采样处理。


5.如权利要求1～4任一所述的方法，其特征在于，输出所述线性均衡处理后的数字信号之前，还包括：
对所述线性均衡处理后的数字信号进行正交振幅...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭汝海，迟楠，王先强，李韦萍，刘卫东，乔明胜，张庆凯，
申请(专利权)人：青岛海信电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37