一种可见光通信系统信道估计误差校正方法技术方案

本发明专利技术提出了一种可见光通信系统的信道估计误差校正方法。所述方法在发射端首先进行扩频，然后进行子载波共轭对称操作，经过IFFT与零值限幅后得到LED驱动信号；接收端FFT运算后进行信道估计，然后提取有效子载波进行解扩频；根据线性最小均方误差准则，求均方误差关于信道估计误差的均值，并极小化该均值，得到线性滤波器的滤波矩阵，进行线性滤波。采用本方明方法，可以有效减少信道估计误差造成的干扰，在相同的信噪比条件下，可以得到更低的比特误码率性能。特误码率性能。

【技术实现步骤摘要】
一种可见光通信系统信道估计误差校正方法


[0001]本专利技术涉及一种可见光通信系统信道估计误差校正方法，属于可见光通信


技术介绍

[0002]可见光通信VLC由于无需频谱许可、可兼顾照明、保密性好和系统速率高等特点，成为6G室内覆盖的候选方案之一。为了提高传输速率，VLC通常采用修正的正交频分复用OFDM调制方案，为了进一步提高频谱效率，有人提出将OFDM和码分多址复用CDMA两种调制技术结合起来的多载波MC
‑
CDMA调制移植到VLC系统。信道估计是这其中必不可少的一个步骤，当信道估计存在误差，会破坏用户身份码的正交性，带来干扰。因此，找到一种能对存在的信道估计误差进行线性校正的方法对提升系统性能有着至关重要的作用。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提出一种可见光通信系统信道估计误差校正方法，将MC
‑
CDMA调制技术应用在可见光通信中，建立了非对称剪裁光ACO
‑
MC
‑
CDMA系统模型，并研究了信道估计误差校正问题。
[0004]为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种可见光通信系统信道估计误差校正方法，其特征在于，所述系统由发送端和接收端组成，所述发送端的具体步骤如下：
[0006]步骤A：对QAM符号扩频，其表达式为：
[0007]k＝sc
[0008]其中，k为扩频后的符号矩阵，维度为n
×
M，n是发送QAM符号长度，M＝N/4是扩频序列长度，N是FFT的点数，k＝(k0,k1,
…
,k
i
,
…
,k
n
‑1)，k
i
是扩频后的第i个符号向量，k
i
＝(k
0,i
,k
1,i
,
…
,k
m,i
,
…
,k
M
‑
1,i
)
T
，m是频域序号，k
m,i
为扩频后的第i个符号向量在第m个子载波上的取值；s为QAM符号矩阵，维度为n
×
U，U是用户数，s＝(s0,s1,
…
,s
u
,
…
,s
U
‑1)，s
u
为用户u发送的QAM符号向量，s
u
＝(s
0,u
,s
1,u
,
…
s
i,u
,
…
,s
n
‑
1,u
)
T
，s
i,u
为用户u发送的第i个QAM符号；c为正交扩频矩阵，维度为U
×
M，c＝(c0,c1,
…
,c
u
,
…
,c
U
‑1)
T
，c
u
＝(c
0,u
,c
1,u
,
…
,c
m,u
,
…
,c
M
‑
1,u
)，c
u
为Walsh矩阵之类的正交扩频矩阵中任意不重复的行，c
m,u
的值为0或1；(
·
)
T
表示向量或矩阵的转置；
[0009]步骤B：对符号向量k
i
进行子载波共轭对称操作，将其映射到N个子载波上，得到D
i
，所述D
i
为：
[0010]D
i
＝(D
0,i
,D
1,i
,
…
,D
m,i
…
,D
N
‑
1,i
)
T
[0011]其中，D
m,i
为：
[0012][0013]其中，(
·
)
*
表示取共轭；
[0014]步骤C：对D
i
进行N点IFFT运算，得到输出d
i
；
[0015]步骤D：对d
i
进行零值限幅，即将小于0的信号设置为0，得到LED的驱动信号；
[0016]所述系统接收端的误差校正方法包括如下步骤：
[0017]步骤E：对PD上的串行接收信号串并转换，得到并行数据r
i
，长度为n；
[0018]步骤F：对r
i
进行N点FFT运算，得到输出所述为：
[0019][0020]其中，表示FFT运算后第i个符号向量在第m个子载波上的数据；
[0021]步骤G：进行信道估计得到B
i
，B
i
＝(B
0,i
,B
1,i
,
…
,B
m,i
,
…
,B
M
‑
1,i
)
T
，其中B
m,i
的表达式为：
[0022][0023]H
m
为第m个子载波上的信道估计值；为第m个子载波上的信道精确值，为第m个子载波上的信道估计误差，ε0,
…
,ε
m
,
…
,ε
M
‑1独立同分布，都是均值为0、方差为σ2的正态分布；
[0024]步骤H：从B
i
中提取得到所述为：
[0025][0026]所述提取方法为：
[0027][0028]其中，表示提取数据后第i个符号向量在第m个子载波上的数值；
[0029]步骤I：对进行解扩频，得到接收符号E
i
，其中所述E
i
为：
[0030]E
i
＝(E
0,i
,E
1,i
,
…
,E
m,i
,
…
,E
M
‑
1,i
)
T
[0031]所述解扩频方法为：
[0032][0033]其中，E
i
接收符号为c
u
和的内积；
[0034]步骤J：对E
i
进行线性滤波以减少信道估计误差造成的干扰，令E
i
经过线性滤波器矩阵L，所述线性滤波器矩阵L为：
[0035][0036]其中，c
m
＝(c
0,m
,c
1,m
,
…
,c
U
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可见光通信系统信道估计误差校正方法，其特征在于，M所述发送端的具体步骤如下：步骤A：对QAM符号扩频，其表达式为：k＝sc其中，k为扩频后的符号矩阵，维度为n
×
M，n是发送QAM符号长度，M＝N/4是扩频序列长度，N是FFT的点数，k＝(k0,k1,
…
,k
i
,
…
,k
n
‑1)，k
i
是扩频后的第i个符号向量，k
i
＝(k
0,i
,k
1,i
,
…
,k
m,i
,
…
,k
M
‑
1,i
)
T
，m是频域序号，k
m,i
为扩频后的第i个符号向量在第m个子载波上的取值；s为QAM符号矩阵，维度为n
×
U，U是用户数，s＝(s0,s1,
…
,s
u
,
…
,s
U
‑1)，s
u
为用户u发送的QAM符号向量，s
u
＝(s
0,u
,s
1,u
,
…
s
i,u
,
…
,s
n
‑
1,u
)
T
，s
i,u
为用户u发送的第i个QAM符号；c为正交扩频矩阵，维度为U
×
M，c＝(c0,c1,
…
,c
u
,
…
,c
U
‑1)
T
，c
u
＝(c
0,u
,c
1,u
,
…
,c
m,u
,
…
,c
M
‑
1,u
)，c
u
为Walsh矩阵之类的正交扩频矩阵中任意不重复的行，c
m,u
的值为0或1；(
·
)
T
表示向量或矩阵的转置；步骤B：对符号向量k
i
进行子载波共轭对称操作，将其映射到N个子载波上，得到D
i
，所述D
i
为：D
i
＝(D
0,i
,D
1,i
,
…

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，宦月露，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：