CN108040027A - 基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法 - Google Patents
基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108040027A CN108040027A CN201711273527.1A CN201711273527A CN108040027A CN 108040027 A CN108040027 A CN 108040027A CN 201711273527 A CN201711273527 A CN 201711273527A CN 108040027 A CN108040027 A CN 108040027A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mrow
- hici
- msub
- matrix
- mtd
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003321 amplification Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000013459 approach Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 61
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 208000021907 Central cloudy dystrophy of François Diseases 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 2
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2697—Multicarrier modulation systems in combination with other modulation techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/516—Details of coding or modulation
- H04B10/548—Phase or frequency modulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
本发明提供的方法利用Hadamard矩阵扩增保持矩阵正交性的特性，通过对CI扩频码进行Hadamard矩阵扩增构成HICI码，使HICI码码元间隔与CI扩频码保持一致。与传统的CI扩频码相比，HICI码不会随着子载波数目的增加而使得码元间隔减小，同时具备了降低基于OOFDM的VLC***信号PAPR的能力和对抗PSN的能力。由理论分析和仿真结果可知，本发明提供的基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法所提出的HICI码，提升了原来的CI扩频码对抗PSN的能力，同时具备减小OOFDM通信***PAPR的能力。
Description
技术领域
本发明涉及可见光通信技术领域，更具体地，涉及一种基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法。
背景技术
随着技术的发展，采用发光二极管(Light-emitting Diode，LED)的照明***得到了广泛应用，基于LED灯的可见光通信(Visible Light Communication，VLC)技术受到了各国研究者的关注，逐步成为传统无线通信***的一个重要补充[1]。基于LED灯的VLC技术主要基于强度调制(Intensity Modulation，IM)和直接检测(Direct Detection，DD)技术，它利用人眼可忽略的强弱快速变化的光强进行信息的传输。由于LED的光子发射具有一定的随机特性，大功率的基于LED的VLC***会在接收端产生比较明显的光电探测器散粒噪声(Photodetector Shot Noise，PSN)，影响通信的可靠性。
由于能够提供更高的传输速率，光正交频分复用(Optical OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OOFDM)被广泛应用在VLC***当中。由于OOFDM是由无线电通信***中正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OOFDM)根据光信道特性演变而来的，OOFDM具有跟OFDM一样的信号峰均功率比(Peak to AveragePower Ratio，PAPR)较高的缺点。为了降低基于OOFDM的VLC***中信号的PAPR，已有文献[2]提出将比***子载波(Subcarrier)数目N更低的L点离散哈特莱变换(DiscreteHartley Transform，DHT)扩频应用在发射端和接收端。文献[2]中的***结构如图1所示，该***中应用了N点DHT将频域信号变换到时域，并采用了不对称截止光正交频分复用(Asymmetrically Clipping Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing，ACO-OFDM)作为VLC***模型。
在发送端，数据经过串/并转换，在经过脉冲幅度调制(Pulse-AmplitudeModulation，PAM)映射后，进行L点的DHT。其中L点DHT过程可表示为公式(1)。
在公式(1)中，cas(.)＝cos(.)+sin(.)，n和k的范围是0到L-1的整数。在基于ACO-OFDM的***中，只有一半的子载波能够用于传输数据，需要通过子载波映射将长度为L的XL映射为长度为N的XN。以N＝2L为例，子载波映射过程可表示为公式(2)。
XN＝[0,XL,0,0,XL,1,...,0,XL,L-1] (2)
在经过N点DHT变换后，可以得到时域上的信号xN，DHT变换过程可表示为公式(3)。
然后，经过并/串转换、截0处理(负数全部归0)、添加循环前缀、数字模拟转换器以及低通滤波器，信号通过光强调制发送到光信道中。
在接收端，通过光电检测器直接检测光信号，得到电信号。在经过低通滤波器和模拟数字转换器，去除循环前缀和串/并转换后，得到信号yN。采取与发送端公式(3)类似的操作，对yN进行N点DHT。然后，进行与公式(2)相逆的子载波映射处理，逆映射过程可表示为公式(4)。
YL,k＝YN,2k+1，k＝0,1,...,L-1 (4)
然后，对YL进行与公式(1)相同的L点DHT处理，在经过PAM解映射和并/串转换后得到恢复的数据。
在DHT扩频降低PAPR的ACO-OFDM***中，L点DHT扩频过程可看作通过一个扩频码矩阵对数据进行扩频的过程，扩频码矩阵P的表达式为公式(5)。
其中Pi,j为扩频码矩阵P第i行第j列的元素。结合文献[3]中传统无线电通信***中的载波干涉码(Carrier Interferometry Code，CI code)设计，扩频码矩阵P可以看作是应用于基于ACO-OFDM的VLC***中的CI码矩阵。
尽管上述的CI扩频码有效地降低了ACO-OFDM***信号的PAPR，但是在高速率的OOFDM通信***中，子载波数量会随着速率提升而快速增长，而子载波数量的增长会导致公式(5)中的CI扩频码矩阵码元间隔快速变小，因此使用CI码进行扩频的ACO-OFDM通信***会对PSN等噪声更加敏感。如图2所示，随着L的增大，CI码码元间隔幅度快速变小，而码元间隔的变小使得通信***容易受到PSN的影响，子载波之间的正交性容易被破坏，降低通信***的可靠性。
发明内容
本发明为解决ACO-OFDM通信***利用CI扩频码进行扩频会对PSN等噪声更加敏感导致的降低通信***的可靠性的技术缺陷，提供了一种基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法，包括有以下步骤：
S1.在发送端，数据经过串/并转换，再经过PAM映射后进行HICI扩频：
其中，Xk表示经过PAM映射的数据，N表示***子载波数目，Jk,n为HICI码扩频矩阵J第k行第n列的元素，HICI码扩频矩阵J由进行L点的DHT的扩频码矩阵P经过Hadamard矩阵扩增后得到；
其中Pi,j为扩频码矩阵P中第i行第j列的元素；cas(.)＝cos(.)+sin(.)，L表示扩频码矩阵的大小；
将经过HICI扩频的数据进行子载波映射：XN＝[0,XJ,0,0,XJ,1,...,0,XJ,N/2-1]，再经过N点DHT处理后，得到时域上的信号xN；信号xN经过并/串转换、截0处理、添加循环前缀，及经过数字模拟转换器以及低通滤波器后，通过光强调制发送到光信道中；
S2.在接收端，通过光电检测器检测光信号，得到电信号；经过低通滤波器和模拟数字转换器及去除循环前缀和串/并转换后，得到信号yN；对yN进行N点DHT后，进行子载波映射处理，映射过程可表示如下：
YM,k＝YN,2k+1，k＝0,1,...,N/2-1
然后，对YM进行HICI解扩频，HICI解扩频过程可表示为公式如下：
其中，Mn,k为HICI码解扩频矩阵M中第n行第k列的元素，由于DHT的扩频码矩阵P的实数特性，解扩频矩阵与扩频矩阵相同，即M＝J；
Yk经过PAM解映射和并/串转换后得到恢复的数据。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：
本发明提供的方法利用Hadamard矩阵扩增保持矩阵正交性的特性，通过对CI扩频码进行Hadamard矩阵扩增构成HICI码，使HICI码码元间隔与CI扩频码保持一致。与传统的CI扩频码相比，HICI码不会随着子载波数目的增加而使得码元间隔减小，同时具备了降低基于OOFDM的VLC***信号PAPR的能力和对抗PSN的能力。由理论分析和仿真结果可知，本发明提供的基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法所提出的HICI码，提升了原来的CI扩频码对抗PSN的能力，同时具备减小OOFDM通信***PAPR的能力。
附图说明
图1：应用CI扩频的ACO-OFDM***。
图2：应用CI扩频的ACO-OFDM***的码元间隔对长度L的变化趋势。
图3：应用HICI扩频码的ACO-OFDM***。
图4：应用HICI扩频码的ACO-OFDM***与没有进行扩频的ACO-OFDM***的PAPR性能对比图。
图5：应用HICI扩频码的ACO-OFDM***与应用CI扩频码的ACO-OFDM***的BER性能对比图。
图6：应用HICI扩频码的ACO-OFDM***与应用CI扩频码的ACO-OFDM***的SINR性能对比图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明是如何实施的。
实施例1
本发明的关注点是利用Hadamard矩阵扩增通过对CI扩频码进行扩增，构成同时具备减小OOFDM通信***PAPR的能力和对抗PSN的能力的HICI码。然后，本发明论证了Hadamard矩阵扩增算法保持矩阵正交性的特性，结合Hadamard矩阵扩增算法和CI扩频码，基于图3中的***提出具体调制方法，并通过一个具体的例子进行说明。
最早的Hadamard矩阵最早是由James Joseph Sylvester在1867年提出的。通过Hadamard矩阵扩增算法，可以通过对低维Hadamard矩阵的迭代构造高维Hadamard矩阵[4]。假设矩阵H是维度为n的Hadamard矩阵，Hadamard矩阵迭代的定义为公式(6)。
其中，H2n是维度为2n的Hadamard矩阵。下面将证明Hadamard矩阵扩增算法的在迭代过程中保持矩阵正交性的特性。
假设矩阵Z是维度为n的正交矩阵，那么可以得到公式(7)。
ZTZ＝In (7)
其中矩阵ZT为矩阵Z的转置，矩阵In是维度为n的单位阵。结合能量归一化的概念，由Hadamard矩阵扩增算法得到维度为2n的矩阵的过程可表示为公式(8)。
其中，矩阵O为矩阵Z通过Hadamard矩阵扩增算法得到的维度为2n的矩阵，是能量归一化因子，保证迭代前后能量不变。现证明矩阵O为正交，公式(9)是证明过程。
其中0n是维度为n的全零矩阵，I2n是维度为2n的单位阵。由公式(9)可知，OTO维度为2n的单位阵，由正交矩阵的定义可知，O为正交矩阵。因此，可以得出一个结论：从Z到O的Hadamard矩阵扩增过程，保持了正交矩阵的正交性，即Hadamard矩阵扩增保持了正交矩阵的正交性。
基于Hadamard矩阵扩增能够保持正交矩阵的正交性的特性，本发明提出了一种基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法，具体如图3所示：
S1.在发送端，数据经过串/并转换，再经过PAM映射后进行HICI扩频：
其中，Xk表示经过PAM映射的数据，N表示***子载波数目，Jk,n为HICI码扩频矩阵J第k行第n列的元素，HICI码扩频矩阵J由进行L点的DHT的扩频码矩阵P经过Hadamard矩阵扩增后得到；由于ACO-OFDM的特性，只有一半的子载波能够用于传输数据，所以HICI码扩频矩阵J的维度为N/2；k和n的范围是0到N/2-1的整数；
其中Pi,j为扩频码矩阵P中第i行第j列的元素；cas(.)＝cos(.)+sin(.)，L表示扩频码矩阵的大小。
将经过HICI扩频的数据进行子载波映射：XN＝[0,XJ,0,0,XJ,1,...,0,XJ,N/2-1]，再经过N点DHT处理后，得到时域上的信号xN；信号xN经过并/串转换、截0处理(负数全部归0)、添加循环前缀，及经过数字模拟转换器以及低通滤波器后，通过光强调制发送到光信道中；
S2.在接收端，通过光电检测器检测光信号，得到电信号；经过低通滤波器和模拟数字转换器及去除循环前缀和串/并转换后，得到信号yN；对yN进行N点DHT后，进行子载波映射处理，映射过程可表示如下：
YM,k＝YN,2k+1，k＝0,1,...,N/2-1
然后，对YM进行HICI解扩频，HICI解扩频过程可表示为公式如下：
其中，Mn,k为HICI码解扩频矩阵中第n行第k列的元素，由于DHT的扩频码矩阵P的实数特性，解扩频矩阵与扩频矩阵相同，即M＝J。
Yk经过PAM解映射和并/串转换后得到恢复的数据。
在基于ACO-OFDM的VLC***中，只有一半的子载波(N/2)可用于数据传输，HICI码矩阵J和M维度均为N/2，因此可以通过公式(10)确定矩阵P的维度R。
其中k可以通过N的数字特征来确定，即N可以被2k+1整除。
以k＝2，为例介绍HICI码的设计过程。利用公式(5)中CI扩频码矩阵P和公式(8)中Hadamard矩阵扩增算法，HICI码矩阵J和M可由公式(11)得到。
实施例2
本实施例对实施例1的方法的性能进行分析，通过PSN的通信***模型推导分析ACO-OFDM***信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)性能验证本发明提出的方法的性能。
由于LED等光学发射器的光子发射具有一定的随机特性，大功率LED的VLC***会产生PSN，该噪声与传输信号的大小相关，它的分布可表示为公式(12)。
其中N表示高斯分布，σ2是热噪声的方差，x是传输信号，是PSN与热噪声的比例关系参数，它的范围可以根据文献[5]确定。
采用文献[6]中的信号模型用作***SINR性能分析。如图3中***，在经过N点DHT后，信号可表示为公式(13).
YN＝HXN+Ddiag1/2[DHXN]nsh+Dnth (13)
其中，D是N维DHT矩阵，用于实现公式(3)中N点DHT，由于DHT过程中输入与输出的能量保持不变，所以Dnth具有跟热噪声nth～N(0,σ2I)具有相同的统计特性，是PSN，其中I为单位矩阵。H＝diag([H(0),H(1),…，H(N-1)])是以信道频域响应作为对角线元素的对角矩阵，其中diag(a)表示以a向量作为对角线元素的对角矩阵，[H(0),H(1),…，H(N-1)]是信道的频域响应向量。将公式(13)以标量的形式表示为公式(14)。
其中0≤k≤N-1，n'th(k)是DHT变换后的热噪声。在进行子载波映射后，可以得到公式(15)
其中0≤u≤N/2-1。为了保持一致，将公式(15)中的u重写成k。将公式和公式的HICI扩频过程带入公式(15)可以得到信号Y的第q个比特的表达式为公式(16)。
其中Yd(q)是承载信息的信号成分，Zth(q)是热噪声，Zsh(q)是PSN。
最后，SINR的表达式为公式(17)。
其中E[.]为求均值运算。
实施例3
本实施例为了验证方法的性能，对该图3中应用所述方法的ACO-OFDM***的通信过程进行了仿真。
在仿真中，本文采用了文献[7]中典型的VLC信道模型，具体仿真参数如表1所示。仿真中，假设热噪声功率为-60dBm，LED的功率根据具体信噪比(Signal Noise Ratio，SNR)进行设定。
表1：仿真参数
首先对图3中的应用本发明所述方法的ACO-OFDM***的PAPR性能进行了仿真并与没有进行扩频的ACO-OFDM***进行对比，图4是两个***的PAPR互补累计分布函数(Complementary Cumulative Distribution Function，CCDF)。CCDF函数定义为公式(18)。
CCDF＝P(PAPR＞PAPR0) (18)
如图4所示，HICI扩频码减小了ACO-OFDM的PAPR，与没有进行扩频的ACO-OFDM相比，HICI扩频码降低PAPR约3dB。
然后对应用本发明所述方法的ACO-OFDM***的BER性能进行了仿真并与图1中使用CI扩频码(DHT扩频)的ACO-OFDM***进行对比，验证HICI扩频码对抗PSN性能的提升。如图5所示，随着的增长，HICI扩频码的BER性能优于CI扩频码。
最后对应用本发明所述方法的ACO-OFDM***的SINR性能进行了仿真并与图1中使用CI扩频码(DHT扩频)的ACO-OFDM***进行对比。利用公式(15)和公式(16)，可以计算接收端信号的SINR，仿真结果为图6。如图6所示，本发明所述方法的SINR性能优于CI扩频码的方法。可以得出与图5一致的结论，HICI扩频码能够提供比CI扩频码更可靠的传输。
最后说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
参考文献
[1].H.Elgala,R.Mesleh,H.Haas,"Indoor optical wireless communication:Potential and state-of-the-art",IEEE Commun.Mag.,vol.49,no.9,pp.56-63,Sep.2011.
[2].J.Zhou and Y.Qiao,“Low-PAPR Asymmetrically Clipped Optical OFDMfor Intensity-Modulation/Direct-Detection Systems,”IEEE Photonics J.,vol.7,Jun.2015.
[3].S.S.Z.W.B.Natarajan,C.R.Nassar and M.Michelini,“High performanceMC-CDMA via carrier interferometry codes,”IEEE Trans.Veh.Technol.,vol.50,no.11,pp.1344–1353,2001.
[4].J.Sylvester,“Thoughts on inverse orthogonal matrices,simultaneoussign successions,and tessellated pavements in two or more colours,withapplications to Newton’s rule,ornamental tile-work,and the theory ofnumbers,”Philosophical Magazine,vol.34,no.232,pp.461–475,1867.
[5].S.M.Moser,“Capacity results of an optical intensity channel withinput dependent gaussian noise,”IEEE Trans.Inform.Theory,vol.58,pp.207–223,Jan.2012.
[6].Q.Gao,S.Hu,C.Gong,and Z.Xu,“Modulation Design for MulticarrierVisible Light Communications with Signal-dependent Noise,”CommunicationSystems(ICCS),2016 IEEE International Conference on,Shenzhen,China 2016.
[7].J.B.Barry,J.M.Kahn,W.J.Krause,E.A.Lee,and D.G.Messerschmitt,“Simulation of Multipath Impulse Response for Indoor Wireless OpticalChannels,”IEEE J.Select.Areas Commun.,vol.11,pp.367–379,Apr.1993.
Claims (1)
1.基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法，其特征在于：包括有以下步骤：
S1.在发送端，数据经过串/并转换，再经过PAM映射后进行HICI扩频：
<mfenced open = "" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>J</mi>
<mo>,</mo>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mfrac>
<mn>2</mn>
<mi>N</mi>
</mfrac>
</msqrt>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>/</mo>
<mn>2</mn>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</munderover>
<msub>
<mi>X</mi>
<mi>k</mi>
</msub>
<msub>
<mi>J</mi>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mo>,</mo>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
<mo>,</mo>
<mn>...</mn>
<mi>N</mi>
<mo>/</mo>
<mn>2</mn>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
<mo>,</mo>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
<mo>,</mo>
<mn>...</mn>
<mi>N</mi>
<mo>/</mo>
<mn>2</mn>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
其中，Xk表示经过PAM映射的数据，N表示***子载波数目，Jk,n为HICI码扩频矩阵J第k行第n列的元素，HICI码扩频矩阵J由进行L点的DHT的扩频码矩阵P经过Hadamard矩阵扩增后得到；
<mfenced open = "" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>,</mo>
<mi>j</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<msqrt>
<mi>L</mi>
</msqrt>
</mfrac>
<mi>c</mi>
<mi>a</mi>
<mi>s</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
<mi>i</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
<mi>L</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>,</mo>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
<mo>,</mo>
<mn>...</mn>
<mi>L</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
<mo>,</mo>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>j</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
<mo>,</mo>
<mn>...</mn>
<mi>L</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
其中Pi,j为扩频码矩阵P中第i行第j列的元素；cas(.)＝cos(.)+sin(.)，L表示扩频码矩阵的大小；
将经过HICI扩频的数据进行子载波映射：XN＝[0,XJ,0,0,XJ,1,...,0,XJ,N/2-1]，再经过N点DHT处理后，得到时域上的信号xN；信号xN经过并/串转换、截0处理、添加循环前缀，及经过数字模拟转换器以及低通滤波器后，通过光强调制发送到光信道中；
S2.在接收端，通过光电检测器检测光信号，得到电信号；经过低通滤波器和模拟数字转换器及去除循环前缀和串/并转换后，得到信号yN；对yN进行N点DHT后，进行子载波映射处理，映射过程可表示如下：
YM,k＝YN,2k+1，k＝0,1,...,N/2-1
然后，对YM进行HICI解扩频，HICI解扩频过程可表示为公式如下：
<mrow>
<msub>
<mi>Y</mi>
<mi>k</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mfrac>
<mn>2</mn>
<mi>N</mi>
</mfrac>
</msqrt>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>/</mo>
<mn>2</mn>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</munderover>
<msub>
<mi>Y</mi>
<mrow>
<mi>M</mi>
<mo>,</mo>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msub>
<msub>
<mi>M</mi>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>,</mo>
<mi>k</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
其中，Mn,k为HICI码解扩频矩阵M中第n行第k列的元素，由于DHT的扩频码矩阵P的实数特性，解扩频矩阵与扩频矩阵相同，即M＝J；
Yk经过PAM解映射和并/串转换后得到恢复的数据。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711273527.1A CN108040027B (zh) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | 基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711273527.1A CN108040027B (zh) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | 基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108040027A true CN108040027A (zh) | 2018-05-15 |
| CN108040027B CN108040027B (zh) | 2020-11-27 |
Family
ID=62095903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711273527.1A Active CN108040027B (zh) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | 基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108040027B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110855593A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-28 | 北京邮电大学 | 一种单码循环移位多址接入***的下行链路通信方法 |
| CN111614373A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-09-01 | 北京升哲科技有限公司 | 扩频信号发送、扩频信号接收方法、装置、设备及介质 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1748612A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-01-31 | Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe B.V. | OFDM pilot symbols structure using Hadamard codes |
| CN102833209A (zh) * | 2012-09-21 | 2012-12-19 | 哈尔滨工业大学 | 码分多址通信方法 |
| CN105656551A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-06-08 | 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 | 基于pds的预编码mimo-oofdm-vlc成像式通信方法 |
| CN106330809A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-01-11 | 天津理工大学 | 基于FHT和改进的μ律压扩变换抑制光OFDM***PAPR的方法 |
-
2017
- 2017-12-06 CN CN201711273527.1A patent/CN108040027B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1748612A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-01-31 | Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe B.V. | OFDM pilot symbols structure using Hadamard codes |
| CN102833209A (zh) * | 2012-09-21 | 2012-12-19 | 哈尔滨工业大学 | 码分多址通信方法 |
| CN105656551A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-06-08 | 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 | 基于pds的预编码mimo-oofdm-vlc成像式通信方法 |
| CN106330809A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-01-11 | 天津理工大学 | 基于FHT和改进的μ律压扩变换抑制光OFDM***PAPR的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JI ZHOU,YAOJUN QIAO: "Low-PAPR Asymmetrically Clipped Optical OFDM for Intensity-Modulation/Direct-Detection Systems", 《IEEE PHOTONICS JOURNAL》 * |
| 肖江南: "光纤通信***中高效信号处理研究", 《中国博士学位论文全文数据库——信息科技辑》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110855593A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-28 | 北京邮电大学 | 一种单码循环移位多址接入***的下行链路通信方法 |
| CN110855593B (zh) * | 2019-10-29 | 2021-01-15 | 北京邮电大学 | 一种单码循环移位多址接入***的下行链路通信方法 |
| CN111614373A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-09-01 | 北京升哲科技有限公司 | 扩频信号发送、扩频信号接收方法、装置、设备及介质 |
| CN111614373B (zh) * | 2020-05-20 | 2021-08-10 | 北京升哲科技有限公司 | 扩频信号发送、扩频信号接收方法、装置、设备及介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108040027B (zh) | 2020-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100556012C (zh) | 单载波信号的频域均衡 | |
| Li et al. | Channel capacity of IM/DD optical communication systems and of ACO-OFDM | |
| CN104506467B (zh) | 提升oqam‑ofdm光传输***接收灵敏度的信道估计方法 | |
| CN110290087B (zh) | 一种gfdm信号的调制、解调方法及装置 | |
| Yu et al. | EVM and achievable data rate analysis of clipped OFDM signals in visible light communication | |
| CN105577359A (zh) | 一种基于混沌序列导频映射的oofdm加密*** | |
| CN104660390A (zh) | 一种cdma结合aco-ofdm的光多载波码分多址***通信方法 | |
| CN103457661A (zh) | 一种led阵列可见光通信***及其通信方法 | |
| Zhang et al. | Spectrum-efficient triple-layer hybrid optical OFDM for IM/DD-based optical wireless communications | |
| Ahmad et al. | PAPR reduction of OFDM signal through DFT precoding and GMSK pulse shaping in indoor VLC | |
| Deng et al. | A novel PAPR reduction scheme for VLC DCO-OFDM systems | |
| CN102959918A (zh) | 一种训练序列生成方法、训练序列生成装置及光通信*** | |
| CN105812309A (zh) | 一种降低ofdm-vlc***峰均功率比的调制方法 | |
| Wang et al. | PTS-clipping method to reduce the PAPR in ROF-OFDM system | |
| Al-Rayif et al. | A novel iterative-SLM algorithm for PAPR reduction in 5G mobile fronthaul architecture | |
| CN110149295A (zh) | 一种基于dft扩频和归一化压扩变换联合技术降低p-ofdm***papr的方法 | |
| Freag et al. | New hybrid PAPR reduction techniques for OFDM-based visible light communication systems | |
| Freag et al. | PAPR reduction for OFDM‐based visible light communication systems using proposed hybrid technique | |
| Li et al. | A novel PAPR reduction algorithm for DCO-OFDM/OQAM system in underwater VLC | |
| CN108040027A (zh) | 基于Hadamard矩阵扩增的VLC***OOFDM调制方法 | |
| CN103457896A (zh) | 一种抑制ofdm峰均比的方法 | |
| Zou et al. | Mitigating nonlinearity characteristics of gray-coding square 8QAM in underwater VLC system | |
| CN111711593B (zh) | 一种基于ofdm/oqam的可见光通信***的调制方法 | |
| CN103731390A (zh) | RoF***中降低OFDM信号峰均功率比的方法 | |
| Alindra et al. | Performance analysis of DCO-OFDM and ACO-OFDM for visible light communication system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |