CN104467966B - 一种基于可见光通信的led调制方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了基于可见光通信的发光二级管LED的调制方法和系统,所述方法包括:比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号得到信号差异结果;依据所述信号差异结果调整滤波器参数以实现自适应补偿,从而抵消LED器件的不利因素对可见光通信产生的影响。可见本申请提供的方案不需要对信道实施复杂的均衡化处理,从而大大降低了可见光通信过程中信号处理的复杂度。
Description
技术领域
本申请涉及光无线通信技术领域,更具体地说,涉及一种发光二级管(LightEmitting Diode,LED)调制方法和系统。
背景技术
可见光通信即利用可见光进行通信、数据传输,实现高达1Gbps的数据传输速率。
可见光通信是基于LED的无线通信新技术,尤其是在室内可以作为无线通信的重要选项之一。由于可见光通信照明与通信的深度兼容,随着新型节能照明灯具LED的日益普及,可见光通信技术具有广阔的发展前景,目前,在可见光通信中较为常用的LED为白光LED,其工作原理是利用蓝色LED助熔剂,投射到白磷涂层上,发出白光。由于白光LED本身会有固有的综合特性,所述综合特性可分为静态非线性和动态非线性。当采用诸如高阶脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation,PAM)调制或者当采用峰值平均功率比(Peak toAverage Power Ratio,PAPR)较高的多载波调制方案时,所述LED的综合特性会对通信可靠性产生十分严重的影响。因此,如何减小LED器件综合特性对可见光通信的可靠性的影响,成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
现有的技术中,为了消除器件或者信道的综合特性对可见光通信的影响,大多采用预均衡或者预失真的方法,使得等效信道频域趋于平坦或则从时域减少码间串扰,由于这些方案通常都是由信道均衡化入手,导致上述技术方案都需要对信道实施复杂的均衡化处理,从而大大提高了通信过程中信号处理的复杂度。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种基于可见光通信的LED调制方法和系统已解决现有技术通信过程中信号处理复杂的问题。
为了实现上述目的,现提出的方案如下:
一种基于可见光通信的发光二级管LED的调制方法,包括:
对从信号源的发射信号进行备份,并依据信号源的发射信号控制LED照明电路输出光强信号;
比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号得到信号差异结果;
依据所述信号差异结果调整滤波器参数以实现自适应补偿。
优选的,上述方法中,所述比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号得到信号差异结果,可以包括:
对LED照明电路发出的光强信号进抽样采集;
对抽样采集得到的光强信号进行A-D转换;
对所述A-D转换后的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号进行比较,获得信号差异结果。
优选的,上述方法中,所述依据所述信号差异结果调整滤波器参数以实现自适应补偿,可以包括:
依据滤波效果调整滤波器的阶数;
比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的差值、以及根据预设最大差值,进行求解,依据求解结果调整滤波器的抽头系数;
其中所述预设最大差值指的是所述从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的最大许可差值。
优选的,上述方法中,所述进行求解,可以包括:
采用最小均方二乘算法或递归最小二乘算法进行求解,得到所采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的差值满足所述预设最大差值时所述滤波器的抽头系数。
优选的,上述方法中,所述在得到信号差异结果后、自适应补偿前,还包括:
判断所述差异结果是否在预设范围内,如果是,则不进行自适应补偿;
否则继续执行。
优选的,上述方法中,所述依据所述信号差异结果对后续发射信号进行自适应补偿,包括:
采用依据沃尔特拉级数对LED的综合特性进行建模得到的公式
以及公式自适应求解得到滤波器参数,依据求解得到的滤波器参数调整滤波器;
其中:
上述公式中,y(n)为经过滤波器和均衡器后且在LED非线性作用之前的发射信号,W表示滤波器系数,n表示当前时刻,w(n-i)表示当前时刻n的结果对n-i时刻的影响,A(n)代表沃尔特拉级数的一阶展开式对应的抽头系数a(i)对不同时刻输入信号进行线性处理后在n时刻的输出,B(n)表示沃尔特拉级数的二阶展开式对应的抽头系数b(i,j)对不同时刻输入信号进行二阶非线性作用后在n时刻的输出,C(n)表示沃尔特拉级数的三阶展开式对应的抽头系数c(i,j,k)对不同时刻输入信号进行三阶非线性作用后在n时刻的输出,表示对经过LED非线性作用后的光强信号进行抽样采集后得到的抽样值,所述x(n)表示与所述采集的光强信号对应的备份的发射信号的抽样值,L1、L2、L3表示对应滤波器的阶数,D1、D2、D3表示第一至第三阶滤波器的相对时延,M表示x(n)与最大许可差值。
一种基于可见光通信的LED调制系统,可以包括:
备份模块,用于对从信号源的发射信号进行备份,并依据信号源的发射信备份模块,用于对从信号源的发射信号进行备份,并依据信号源的发射信号控制LED照明电路输出光强信号;
比较模块,用于比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号得到信号差异结果;
自适应调节模块,依据所述信号差异结果调整滤波器参数以实现自适应补偿。
优选的,上述系统中,所述比较模块可以包括:
采样模块,用于对LED照明电路发出的光强信号进抽样采集;
A-D转换模块,用于对采样得到的光强信号进行A-D转换;
子比较模块,对所述A-D转换后的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号进行比较,获得信号差异结果。
优选的,上述系统中,所述自适应调节模块,可以包括:
滤波器阶数调整模块,用于依据滤波效果调整滤波器的阶数;
滤波器抽头系数调整模块,用于比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的差值、以及根据预设最大差值,进行求解,依据求解结果调整系统中的滤波器的抽头系数;其中,所述预设最大差值指的是所述从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的最大许可差值。
优选的,上述系统中,所述自适应调节模块,用于依据所述信号差异结果对后续发射信号进行自适应补偿,调整滤波器参数,调整滤波器参数时具体用于:
采用依据沃尔特拉级数对LED的综合特性进行建模得到的公式
以及公式自适应求解得到滤波器参数,依据求解得到的滤波器参数调整滤波器;
其中:
上述公式中,y(n)为经过滤波器和均衡器后且在LED非线性作用之前的发射信号,W表示滤波器系数,n表示当前时刻,w(n-i)表示当前时刻n的结果对n-i时刻的影响,A(n)代表沃尔特拉级数的一阶展开式对应的抽头系数a(i)对不同时刻输入信号进行线性处理后在n时刻的输出,B(n)表示沃尔特拉级数的二阶展开式对应的抽头系数b(i,j)对不同时刻输入信号进行二阶非线性作用后在n时刻的输出,C(n)表示沃尔特拉级数的三阶展开式对应的抽头系数c(i,j,k)对不同时刻输入信号进行三阶非线性作用后在n时刻的输出,表示对经过LED非线性作用后的光强信号进行抽样采集后得到的抽样值,所述x(n)表示与所述采集的光强信号对应的备份的发射信号的抽样值,L1、L2、L3表示对应滤波器的阶数,D1、D2、D3表示第一至第三阶滤波器的相对时延,M表示x(n)与最大许可差值。
从上述的技术方案可以看出,本申请公开的方法和系统通过采样经过LED器件作用的光强信号,依据所述采样的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的信号差异结果,调整滤波器参数,以实现对后续信号进行自适应补偿,使得所述后续的发射信号产生自适应预失真,从而抵消LED器件的不利因素对可见光通信产生的影响。可见本申请提供的方案不需要对信道实施复杂的均衡化处理,从而大大降低了可见光通信过程中信号处理的复杂度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种基于可见光通信的发光二级管LED的调制方法的流程图;
图2为本申请实施例公开的自适应处理流程图;
图3为本实施例公开的基于可见光通信的LED调制系统的结构图;
图4为LED照明电路的结构图;
图5为自适应处理模块的工作原理图。
具体实施方式
下面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,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
现有的技术中,为了消除器件或者信道非理想特性,大多采用预均衡或者预失真的方法,使得等效信道频域趋于平坦或者从时域减少码间串扰,这些方法都是从信道均衡化入手。但是,现有技术中,还没有较为理想的模型对LED的非线性以及器件的其他不利于可见光通信的器件特性进行刻画,也就无法做到较好效果的等效信道。实际上,可见光通信不要求信道模拟波形无失真,不需要对信道实施复杂的均衡化处理,如果有一种方法可以从数字信号的等效信道入手,对传输信号本身进行自适应的实时预处理,而非复杂的均衡信道,将大大降低处理的复杂度。因此本申请公开了一种基于可见光通信的发光二级管LED的调制方法。
图1为本申请实施例公开的基于可见光通信的发光二级管LED的调制方法的流程图。
参见图1,所述方法包括:
步骤S101:备份发射信号,并依据发射信号输出光强信号;
具体的,该步骤的具体方案可以包括:对从信号源的发射信号进行备份,并将发射信号发送至LED通信调制电路,所述信号调制电路依据获取到的发射信号控制LED照明驱动电路动作,从而控制LED照明电路输出与所述发射信号相匹配的光强信号;
步骤S102:将采样光强信号与备份的与所述采样光强信号匹配的发射信号进行比较;
具体的,该步骤的具体方案可以包括:采样所述LED照明电路输出的光强信号,同时将所述采样的光强信号与所述备份的与所述采样得到的光强信号相匹配的发射信号进行对比,得到信号差异结果;可以知晓的是,在通信技术领域中,有多种方式可以实现选取与所述采样光强信号匹配的备份的发射信号,例如可以采用帧同步的方法进行选取。
步骤S103:依据比较结果调整滤波器参数;
具体的,该步骤通过依据对比结果调整滤波器参数,对后续的发射信号进行自适应补偿,使得所述后续的发射信号产生自适应预失真,从而抵消LED器件的不利因素对可见光通信产生的影响。
通过上述方案可见,上述实施例公开的基于可见光通信的发光二级管LED的调制方法,通过采样经过LED器件作用的光强信号,依据所述采样的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的信号差异结果,调整滤波器参数,以实现对后续信号进行自适应补偿,使得所述后续的发射信号产生自适应预失真,从而抵消LED器件的不利因素对可见光通信产生的影响。可见本申请提供的方案不需要对信道实施复杂的均衡化处理,从而大大降低了可见光通信过程中信号处理的复杂度。
其中,上述实施例中所述步骤S102可以包括:
步骤S1021:对LED照明电路发出的光强信号进抽样采集;
步骤S1022:对抽样采集得到的光强信号进行A-D转换;
步骤S1023:对所述A-D转换后的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号进行比较,获得信号差异结果。
在对所述滤波器参数进行调整时,包括调整滤波器的阶数和滤波器的抽头系数,所以,上述步骤S103又具体的可以包括为:
步骤S1031:依据滤波效果调整滤波器的阶数,从而使所述滤波效果满足预设条件;
步骤S1032:比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的差值、以及根据预设最大差值,进行求解,依据求解结果调整滤波器的抽头系数,从而使后续发射信号产生自适应预失真;
其中所述预设最大差值指的是所述从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的最大许可差值,该预设最大差值可以根据用户对所述可见光通信的性能的要求而设定。
在进行求解,计算所述滤波器的抽头系数时,可以采用最小均方二乘算法或递归最小二乘算法进行求解,得到所采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的差值满足所述预设最大差值时所述滤波器的抽头系数。
用户可以在得到信号差异结果后、自适应补偿之前,根据需要选择是否需要进行自适应补偿,具体该方法可以包括:
所述判断所述差异结果是否在预设范围内,如果是,则不进行自适应补偿;
否则继续执行。
图2为本申请实施例公开的自适应处理流程图。
参见图2,该实施例中的方法包括:
步骤S201:发射信号备份;
步骤S202:LED输出光强信号采样;
该步骤具体可以为:当LED照明设备输出光强信号后,对所述光强信号进行采样;
步骤S203:比较信号差异结果;
该步骤具体可以为:将采样得到的光强信号与备份的与所述采样得到的光强信号相匹配的发射信号进行对比,得到信号差异结果。
步骤S204:判断所述信号差异结果事是否满足预设条件,如果是,结束,否则,执行步骤S205;
可以理解的是,该步骤中的所述预设条件可以根据用户需求而设定,当信号差异结果满足预设条件时,则此时器件的不利因素对可见光通信的影响在可接受范围之内,此时不需要对滤波器参数进行调整,当信号差异结果不满足预设时,执行步骤S205;
步骤S205:调整滤波器阶数;
其中,该步骤可为依据滤波效果调整滤波器的阶数,使滤波效果达到预设滤波要求;
步骤S206:采用采用最小均方算法(Least mean square,LMS)或者递归最小二乘算法(recursive least squares,RLS)算法计算滤波器抽头系数。
步骤S207:调整滤波器抽头系数;
该方法为依据步骤S206计算得到的滤波器抽头系数调整滤波器的抽头系数;
步骤208:调整预设滤波器参数;
该步骤中,调整预设滤波器参数包括:依据步骤S205调整后的滤波器阶数和步骤S206中计算得到的滤波器抽头系数调整预设滤波器参数,以对后续发射信号进行自适应补偿,从而抵消LED器件的不利因素对可见光通信产生的影响。
下面对上述实施例中,依据所述信号差异结果对后续发射信号进行自适应补偿的过程进行详细介绍:
采用依据沃尔特拉级数对LED的综合特性进行建模得到的公式
以及公式自适应求解得到滤波器参数,依据求解得到的滤波器参数调整滤波器;
其中:
上述公式中,y(n)为经过滤波器和均衡器后且在LED非线性作用之前的发射信号,W表示滤波器系数,n表示当前时刻,w(n-i)表示当前时刻n的结果对n-i时刻的影响,A(n)代表沃尔特拉级数的一阶展开式对应的抽头系数a(i)对不同时刻输入信号进行线性处理后在n时刻的输出,B(n)表示沃尔特拉级数的二阶展开式对应的抽头系数b(i,j)对不同时刻输入信号进行二阶非线性作用后在n时刻的输出,C(n)表示沃尔特拉级数的三阶展开式对应的抽头系数c(i,j,k)对不同时刻输入信号进行三阶非线性作用后在n时刻的输出,表示对光强信号进行抽样采集后得到的抽样值,所述x(n)表示与所述采集的光强信号对应的备份的发射信号的抽样值,L1、L2、L3表示对应滤波器的阶数,D1、D2、D3表示第一至第三阶滤波器的相对时延,M表示x(n)与最大许可差值。
对应于上述方法,本申请还公开了一种基于可见光通信的LED调制系统。
图3为本实施例公开的基于可见光通信的LED调制系统的结构图。
参见图3,本申请公开的所述系统包括:备份模块1、比较模块、2自适应调节模块3、LED照明电路4;
所述备份模块1,用于在初始时对从信号源0的发射信号进行备份,并依据信号源的发射信号控制LED照明电路4输出光强信号;
比较模块2,用于比较从LED照明电路4采集到的光强信号与备份模块1中备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号,得到信号差异结果,并将该信号差异结果发送给自适应调节模块3;
自适应调节模块3,用于依据所述信号差异结果调整滤波器参数以实现对后续发射信号的自适应补偿。
下面对该系统的工作流程进行简单介绍:
当采用本申请公开的系统时,通过备份模块对获取到的发射信号进行备份,同时所述LED照明电路依据所述发射信号输出光强信号,所述比较模块对所述光强信号进行采样,并将采样得到的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号得到信号差异结果,所述自适应调节模块依据所述信号差异结果对后续发射信号进行自适应补偿。
图4为LED照明电路的结构图;
参见图4,所述LED照明电路的可以包括LED通信调制电路401、LED照明驱动电路402以及LED发光电路403,并且上述各个电路的功能和结构已经比较成熟,在此不必对他们的功能和结构进行详细介绍。
由上述方案可见,本申请公开的技术方案中,采集所述光强信息的位置是在LED照明电路的输出端,实现了发射端的自反馈处理。
其中在本申请公开的系统中,所述滤波器为基于非线性特性的多重滤波器组,该多重滤波器组可适应LED的综合特性(非线性特性),并且可以随着LED的温度变化及器件老化等问题自适应调制预失真方案。
其中上述实施例中的所述比较模块可以包括:采样模块、A-D转换模块和子比较模块;
所述采样模块,用于对LED照明电路发出的光强信号进行抽样采集,获得采样光强信号;
所述A-D转换模块,用于对所述采样光强信号进行A-D转换,将模拟电信号转换为可比较的数字信号;
子比较模块,用于将A-D转换后获得的光强信号的数字信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号进行比较,获得两者的信号差异结果。
在上述系统中,所述自适应调节模块又可以依据不同的功能将其分为:滤波器阶数调整模块和滤波器抽头系数调整模块;
所述滤波器阶数调整模块,用于判断采样得到的光强信号的滤波效果,如果滤波效果未达到预设条件时,调整滤波器阶数,直至滤波效果满足预设条件;
滤波器抽头系数调整模块,用于获取从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的差值、以及预设最大差值,进行求解,依据求解结果调整系统中的滤波器的抽头系数;其中,所述预设最大差值指的是所述从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的最大许可差值。
可以理解的是,所述备份信号在于所述光强信号进行比较之前也可采用A-D转换器对所述备份的发射信号进行转换。
可以理解的是所述滤波器抽头系数调整模块,在计算所述滤波器的抽头系数时,所述滤波器抽头系数调整模块用于采用最小均方二乘算法或递归最小二乘算法进行求解,得到所采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的差值满足所述预设最大差值时所述滤波器的抽头系数。
当然,所述滤波器抽头系数调整模块在动作之前还可以判断是否需要重新设置滤波器的抽头系数,此时,所述滤波器抽头系数调整模块还可用于判断所述差异结果是否在预设范围内,如果是,则不对所述滤波器的抽头系数进行计算,否则重新计算滤波器抽头系数。
图5为自适应处理模块的工作原理图。
在上述系统中,由于LED器件的综合特性比较复杂,所以本申请采用沃尔特拉级数根据图5对该特性进行建模,其中图5中x(t)为t时刻未经过A-D转换的备份的发射信号,为t时刻未经过A-D转换的采样光强信号:
并对公式自适应求解得到滤波器参数,依据求解得到的滤波器参数调整滤波器;
其中:
上述公式中,y(n)为经过滤波器和均衡器后且在LED非线性作用之前的发射信号,W表示滤波器系数,n表示当前时刻,w(n-i)表示当前时刻n的结果对n-i时刻的影响,A(n)代表沃尔特拉级数的一阶展开式对应的抽头系数a(i)对不同时刻输入信号进行线性处理后在n时刻的输出,B(n)表示沃尔特拉级数的二阶展开式对应的抽头系数b(i,j)对不同时刻输入信号进行二阶非线性作用后在n时刻的输出,C(n)表示沃尔特拉级数的三阶展开式对应的抽头系数c(i,j,k)对不同时刻输入信号进行三阶非线性作用后在n时刻的输出,表示对光强信号进行抽样采集后得到的抽样值,所述x(n)表示与所述采集的光强信号对应的备份的发射信号的抽样值,L1、L2、L3表示对应滤波器的阶数,D1、D2、D3表示第一至第三阶滤波器的相对时延,M表示x(n)与最大许可差值。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种基于可见光通信的LED调制方法,其特征在于,包括:
对从信号源的发射信号进行备份,并依据信号源的发射信号控制LED照明电路输出光强信号;
比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号得到信号差异结果;
依据所述信号差异结果调整滤波器参数以实现自适应补偿;
其中,所述依据所述信号差异结果调整滤波器参数以实现自适应补偿,包括:
依据滤波效果调整滤波器的阶数;比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的差值、以及根据预设最大差值,进行求解,依据求解结果调整滤波器的抽头系数;其中所述预设最大差值指的是所述从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的最大许可差值;
或,所述依据所述信号差异结果调整滤波器参数以实现自适应补偿,包括:
采用依据沃尔特拉级数对LED的综合特性进行建模得到的公式
以及公式自适应求解得到滤波器参数,依据求解得到的滤波器参数调整滤波器;
其中:
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<mi>A</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
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<mo>=</mo>
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<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>,</mo>
<mi>j</mi>
<mo>,</mo>
<mi>k</mi>
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上述公式中,y(n)为经过滤波器和均衡器后且在LED非线性作用之前的发射信号,W表示滤波器系数,n表示当前时刻,w(n-i)表示当前时刻n的结果对n-i时刻的影响,A(n)代表沃尔特拉级数的一阶展开式对应的抽头系数a(i)对不同时刻输入信号进行线性处理后在n时刻的输出,B(n)表示沃尔特拉级数的二阶展开式对应的抽头系数b(i,j)对不同时刻输入信号进行二阶非线性作用后在n时刻的输出,C(n)表示沃尔特拉级数的三阶展开式对应的抽头系数c(i,j,k)对不同时刻输入信号进行三阶非线性作用后在n时刻的输出,表示对光强信号进行抽样采集后得到的抽样值,所述x(n)表示与所述采集的光强信号对应的备份的发射信号的抽样值,L1、L2、L3表示对应滤波器的阶数,D1、D2、D3表示第一至第三阶滤波器的相对时延,M表示x(n)与最大许可差值。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于,比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号得到信号差异结果,包括:
对LED照明电路发出的光强信号进抽样采集;
对抽样采集得到的光强信号进行A-D转换;
对所述A-D转换后的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号进行比较,获得信号差异结果。
3.根据权利要求1中的方法,其特征在于,所述进行求解,包括:
采用最小均方二乘算法或递归最小二乘算法进行求解,得到所采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的差值满足所述预设最大差值时所述滤波器的抽头系数。
4.根据权利要求1中的方法,其特征在于,在得到信号差异结果后、自适应补偿前,还包括:
判断所述差异结果是否在预设范围内,如果是,则不进行自适应补偿;
否则继续执行。
5.一种基于可见光通信的LED调制系统,其特征在于,包括:
备份模块,用于对从信号源的发射信号进行备份,并依据信号源的发射信号控制LED照明电路输出光强信号;
比较模块,用于比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号得到信号差异结果;
自适应调节模块,依据所述信号差异结果调整滤波器参数以实现自适应补偿;
其中,所述自适应调节模块,包括:
滤波器阶数调整模块,用于依据滤波效果调整滤波器的阶数;
滤波器抽头系数调整模块,用于比较从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的差值、以及根据预设最大差值,进行求解,依据求解结果调整系统中的滤波器的抽头系数;其中,所述预设最大差值指的是所述从LED照明电路采集的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号的最大许可差值;
或,所述自适应调节模块,具体用于依据所述信号差异结果对后续发射信号进行自适应补偿,调整滤波器参数,调整滤波器参数时具体用于:
采用依据沃尔特拉级数对LED的综合特性进行建模得到的公式
以及公式自适应求解得到滤波器参数,依据求解得到的滤波器参数调整滤波器;
其中:
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上述公式中,y(n)经过滤波器和均衡器后且在LED非线性作用之前的发射信号,W表示滤波器系数,n表示当前时刻,w(n-i)表示当前时刻n的结果对n-i时刻的影响,A(n)代表沃尔特拉级数的一阶展开式对应的抽头系数a(i)对不同时刻输入信号进行线性处理后在n时刻的输出,B(n)表示沃尔特拉级数的二阶展开式对应的抽头系数b(i,j)对不同时刻输入信号进行二阶非线性作用后在n时刻的输出,C(n)表示沃尔特拉级数的三阶展开式对应的抽头系数c(i,j,k)对不同时刻输入信号进行三阶非线性作用后在n时刻的输出,表示对光强信号进行抽样采集后得到的抽样值,所述x(n)表示与所述采集的光强信号对应的备份的发射信号的抽样值,L1、L2、L3表示对应滤波器的阶数,D1、D2、D3表示第一至第三阶滤波器的相对时延,M表示x(n)与最大许可差值。
6.根据权利要求5中的系统,其特征在于,所述比较模块包括:
采样模块,用于对LED照明电路发出的光强信号进抽样采集;
A-D转换模块,用于对采样得到的光强信号进行A-D转换;
子比较模块,用于对所述A-D转换后的光强信号与备份的与所述采集的光强信号匹配的发射信号进行比较,获得信号差异结果。
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