可见光通信系统的发射信号模拟方法及信号模拟机技术方案

本申请公开了一种可见光通信发射信号的模拟方法、可见光通信系统的信号模拟机及可见光通信模拟系统，所述方法包括：接收波形发生器发送的原始模拟信号；将所述原始模拟信号转换为第一数字信号；根据信号模拟模型对所述第一数字信号进行数字信号处理得到第二数字信号，第二数字信号用于模拟真实LED发射模块中待发射的目标数字信号，能够较真实地模拟可见光通信系统中的输出信号，且使用的信号模拟模型只有4个系数，在计算信号模拟模型的系数时，消耗的硬件资源少，从而使得整个信号模拟模型的复杂度低，实现成本低。

【技术实现步骤摘要】
可见光通信系统的发射信号模拟方法及信号模拟机
本申请涉及可见光通信
，特别涉及一种可见光通信系统的发射信号模拟方法、可见光通信系统的信号模拟机及可见光通信模拟系统。
技术介绍
可见光通信系统是利用LED的响应时间短、高速调制的特性进行高速数据通信的新型无线光通信技术，具有发射功率高、不占用无线电频谱、无电磁干扰、无电磁辐射、节约能源等优点。可见光通信系统使用LED作为信号发射机，LED同时提供照明和通信服务，LED对可见光通信系统整体性能的影响至关重要，因此，研究LED模型有助于促进可见光通信系统的发展，但是，目前的LED模型复杂度高、实现成本高。
技术实现思路
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种可见光通信发射信号的模拟方法、可见光通信系统的信号模拟机及可见光通信模拟系统，能够较真实地模拟可见光通信系统中LED发射模块的发射信号，且使用的LED模型复杂度低，实现成本低。第一方面，本申请实施例提供了一种可见光通信发射信号的模拟方法，包括：接收波形发生器发送的原始模拟信号；将所述原始模拟信号转换为第一数字信号；根据信号模拟模型对所述第一数字信号进行数字信号处理得到第二数字信号，所述信号模拟模型为：其中，nc(t+T3)表示下一个采样时刻的过载流子浓度，为所述信号模拟模型的系数，I(t)为所述第一数字信号，Popt(t)为所述第二数字信号，所述第二数字信号用于模拟真实LED发射模块中待发射的目标数字信号。r>根据本申请第一方面实施例的可见光通信发射信号的模拟方法，至少具有如下有益效果：本申请实施例可见光通信发射信号的模拟方法，接收波形发生器发送的原始模拟信号，然后将原始模拟信号转换为第一数字信号，根据信号模拟模型对第一数字信号进行数字信号处理得到第二数字信号，信号模拟模型为：其中，nc(t+Ts)表示下一个采样时刻的过载流子浓度，为信号模拟模型的系数，I(t)为第一数字信号，Popt(t)为第二数字信号，第二数字信号用于模拟真实LED发射模块中待发射的目标数字信号，能够较真实地模拟可见光通信系统中的输出信号，且使用的信号模拟模型只有4个系数，在计算信号模拟模型系数时，消耗的硬件资源少，从而使得整个信号模拟模型的复杂度低，实现成本低。根据本申请第一方面的一些实施例，所述可见光通信发射信号的模拟方法还包括：将所述第二数字信号转换为当前模拟信号，所述当前模拟信号用于模拟真实LED发射模块的目标发射信号。根据本申请第一方面的一些实施例，所述信号模拟模型的系数通过系数估计算法对真实LED发射模块的发射信号进行训练得到。根据本申请第一方面的一些实施例，所述系数估计算法为如下之一：LMS算法、RLS算法、Nelder-Mead算法、Powell算法、拟牛顿法。第二方面，本申请实施例提供了一种可见光通信系统的信号模拟机，包括：模数转换器，所述模数转换器用于将波形发生器发送的原始模拟信号转换为第一数字信号；处理器，所述处理器与所述模数转换器电连接，所述处理器内部建立有信号模拟模型，所述处理器用于根据所述信号模拟模型对所述第一数字信号进行数字信号处理得到第二数字信号，所述第二数字信号用于模拟真实LED发射模块的目标数字信号，所述信号模拟模型具体为：其中，nc(t+Ts)表示下一个采样时刻的过载流子浓度，为信号模拟模型的系数，I(t)为所述第一数字信号，Popt(t)为所述第二数字信号，所述第二数字信号用于模拟真实LED发射模块中待发射的目标数字信号。根据本申请第二方面的一些实施例，所述可见光通信系统的信号模拟机还包括数模转换器，所述模数转换器与所述处理器电连接，所述数模转换器用于将所述第二数字信号转换为当前模拟信号，所述当前模拟信号用于模拟真实LED发射模块的目标发射信号。根据本申请第二方面的一些实施例，所述信号模拟模型的系数通过系数估计算法对真实LED发射模块的发射信号进行训练得到。根据本申请第二方面的一些实施例，所述系数估计算法为如下之一：LMS算法、RLS算法、Nelder-Mead算法、Powell算法、拟牛顿法。根据本申请第二方面的一些实施例，所述处理器为如下之一：FPGA、DSP、Arduino、树莓派。第三方面，本申请实施例提供了一种可见光通信模拟系统，包括：至少一个存储器；至少一个处理器；至少一个程序；所述程序被存储在所述存储器中，所述处理器执行至少一个所述程序以实现如本申请第一方面的任一项实施例所述的可见光通信发射信号的模拟方法。本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明本申请的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本申请一个实施例提供的可见光通信发射信号的模拟方法的流程示意图；图2是本申请一个实施例提供的信号模拟模型示意图；图3是本申请一个实施例提供的可见光通信系统的信号模拟机的示意图。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。参照图1和图2，图1是本申请一个实施例提供的可见光通信发射信号的模拟方法的流程示意图，图2是本申请一个实施例提供的信号模拟模型示意图。本申请实施例提供了一种可见光通信发射信号的模拟方法，包括但不限于步骤S110，步骤S120，步骤S130。步骤S110，接收波形发生器发送的原始模拟信号。步骤S120，将原始模拟信号转换为第一数字信号。步骤S130，根据信号模拟模型对第一数字信号进行数字信号处理得到第二数字信号。可以理解的是，接收来自波形发生器的原始模拟信号，然后将原始模拟信号转换为第一数字信号，建立基于半导体发光特性的信号模拟模型，根据信号模拟模型对第一数字信号进行数字信号处理得到第二数字信号，第二数字信号用于模拟真实LED发射模块中待发射的目标数字信号，信号模拟模型具体为：其中，nc(t+Ts)表示下一个采样时刻的过载流子浓度，为所述信号模拟模型的系数，I(t)为第一数字信号，Popt(t)为第二数字信号，第一数字信号可以用于模拟模拟真实LED发射模块中的输入电流信号，第二数字信号可用于模拟真实LED发射模块中待发射的目标数字信号。本申请实施例的可见光通信发射信号的模拟方法，能够较真实地模拟可见光通信系统中的信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可见光通信发射信号的模拟方法，其特征在于，包括：/n接收波形发生器发送的原始模拟信号；/n将所述原始模拟信号转换为第一数字信号；/n根据信号模拟模型对所述第一数字信号进行数字信号处理得到第二数字信号，所述信号模拟模型为：/n

【技术特征摘要】
1.一种可见光通信发射信号的模拟方法，其特征在于，包括：
接收波形发生器发送的原始模拟信号；
将所述原始模拟信号转换为第一数字信号；
根据信号模拟模型对所述第一数字信号进行数字信号处理得到第二数字信号，所述信号模拟模型为：




其中，nc(t+Ts)表示下一个采样时刻的过载流子浓度，为所述信号模拟模型的系数，I(t)为所述第一数字信号，Popt(t)为所述第二数字信号，所述第二数字信号用于模拟真实LED发射模块中待发射的目标数字信号。


2.根据权利要求1所述的可见光通信发射信号的模拟方法，其特征在于，还包括：
将所述第二数字信号转换为当前模拟信号，所述当前模拟信号用于模拟真实LED发射模块的目标发射信号。


3.根据权利要求1所述的可见光通信发射信号的模拟方法，其特征在于，所述信号模拟模型的系数通过系数估计算法对真实LED发射模块的发射信号进行训练得到。


4.根据权利要求3所述的可见光通信发射信号的模拟方法，其特征在于，所述系数估计算法为如下算法之一：
LMS算法、RLS算法、Nelder-Mead算法、Powell算法、拟牛顿法。


5.一种可见光通信系统的信号模拟机，其特征在于，包括：
模数转换器，所述模数转换器用于将波形发生器发送的原始模拟信号转换为第一数字信号；
处理器，所述处理器与所述模数转换器电连接，所述处理器内部建立有信号模拟模型，所述处理器用于根据所述信号模拟模型对所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓雄，莫骏道，牛一楠，范文祥，周国富，
申请(专利权)人：华南师范大学，深圳市国华光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44