基于峰值反饋與遺傳算法結(jié)合的pts技術(shù)降低vlc-ofdm系統(tǒng)峰均功率比的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于峰值反饋與遺傳算法結(jié)合的PTS技術(shù)降低VLC?OFDM系統(tǒng)峰均功率比的方法。包括以下步驟：S1、將數(shù)據(jù)進(jìn)行IFFT處理；S2、采用GAPFA?PTS技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；S3、處理過(guò)的數(shù)據(jù)通過(guò)白光LED發(fā)射出去；S4、通過(guò)光電探測(cè)器接收數(shù)據(jù)信號(hào)，然后進(jìn)行解GAPFA?PTS操作；S5、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT處理，并解調(diào)輸出。本發(fā)明將基于遺傳算法的PTS技術(shù)(GA?PTS)與峰值反饋算法(PFA)結(jié)合，提高了GA?PTS技術(shù)的局部尋優(yōu)能力。相比較傳統(tǒng)的PTS技術(shù)而言，本發(fā)明大大的降低了計(jì)算復(fù)雜度。同時(shí)，與GA?PTS技術(shù)相比較，本發(fā)明在計(jì)算量增加可忽略不計(jì)的情況下，能更有效地降低VLC?OFDM系統(tǒng)的PAPR。
【專利說(shuō)明】
基于峰值反饋與遺傳算法結(jié)合的PTS技術(shù)降低VLC-OFDM系統(tǒng) 峰均功率比的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種基于峰值反饋與遺傳算法降低VLC-0FDM 系統(tǒng)峰均功率比的PTS技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 可見(jiàn)光通信(VLC)是指利用白光LED照明的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的高速傳輸。它可以替 代無(wú)線局域網(wǎng)基站發(fā)射信號(hào)，并且具有豐富的頻譜資源?？梢?jiàn)光通信具有節(jié)能、高安全性等 優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)無(wú)線通信的一種有效方式。然而VLC中存在著多徑效應(yīng)，并由此導(dǎo)致碼間干擾 (ISIhlSI增加了系統(tǒng)的誤碼率(BER)，嚴(yán)重影響了 VLC系統(tǒng)的性能。因此，需要一種多載波 技術(shù)進(jìn)行調(diào)制，來(lái)減少碼間干擾。
[0003] 正交頻分復(fù)用(0FDM)技術(shù)是一種多載波調(diào)制技術(shù)。它將高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為若 干并行的低速傳輸數(shù)據(jù)，分配到速率相對(duì)較低的若干子信道中傳輸，每個(gè)子信道中的符號(hào) 周期相對(duì)增加，這樣可減少因無(wú)線信道多徑時(shí)延擴(kuò)展對(duì)系統(tǒng)造成的碼間干擾(ISI)。因此， 0FDM調(diào)制技術(shù)被應(yīng)用至IjVLC系統(tǒng)中來(lái)提高系統(tǒng)的抗多徑干擾能力。然而，0FDM技術(shù)也有一些 缺陷，比如存在高峰均功率比（PAPRhOFDM信號(hào)的PAPR是指信號(hào)x(n)的最大峰值功率與平 均功率的比值，PAPR可表示為(1):
[0005] 0FDM信號(hào)的PAPR是一個(gè)隨機(jī)變量，累積分布函數(shù)（CDF)和互補(bǔ)累積分布函數(shù) (CCDF)可以用來(lái)描敘其統(tǒng)計(jì)特性。CDF是指0FDM符號(hào)周期內(nèi)的N個(gè)采樣值中的每個(gè)采樣值的 PAPR都小于門限值z(mì)的概率，可以表示為(2):
[0006] CDF = P(PAPR 彡 z)=F(z)N=(l_e-Z)N， (2)
[0007] (XDF與⑶F相反，表示OFDM符號(hào)周期內(nèi)的N個(gè)采樣值中的每個(gè)采樣值的PAPR都大于 z的概率。被定義為(3):
[0008] CCDF = P(PAPR>z) =卜 F(z)N=l-(l_e-Z)N， (3)
[0009] 式中，z表示PAPR的門限值PAPR〇，N表示子載波個(gè)數(shù)。
[001 0 ]通常，更多的采用CCDF來(lái)衡量0FDM系統(tǒng)內(nèi)的PAPR分布。通過(guò)比較CCDF，新方法降低 PAPR優(yōu)勢(shì)可以更直觀的體現(xiàn)出來(lái)。
[0011] 一個(gè)信號(hào)具有高PAPR意味著它的信號(hào)中具有瞬時(shí)功率幅值很高的部分。而VLC-0FDM系統(tǒng)中的功率放大器和LED發(fā)射器它們的線性工作區(qū)域是有限的。當(dāng)具有高峰值的 0FDM信號(hào)進(jìn)入VLC-0FDM系統(tǒng)中的功率放大器和LED發(fā)射器的非線性區(qū)域時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)的傳 輸信號(hào)發(fā)生失真。這種非線性失真使子載波間產(chǎn)生帶內(nèi)干擾和帶外輻射，導(dǎo)致通信系統(tǒng)的 運(yùn)行效率大大降低，從而使系統(tǒng)的通信性能衰退。因此，高PAPR是VLC-0FDM系統(tǒng)中不容忽略 的問(wèn)題之一。降低VLC-0FDM系統(tǒng)的PAPR對(duì)于通信系統(tǒng)的性能具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012 ]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：降低VLC-OFDM系統(tǒng)的PAPR，提高系統(tǒng)的通信效率，減少 系統(tǒng)的非線性失真，從而改善通信系統(tǒng)的性能。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于峰值反饋與遺傳算法結(jié)合的PTS技術(shù)降低VLC-0FDM系統(tǒng)峰均功率比的方法，包括以下步驟：
[0014] S1、將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行快速傅里葉逆變換即IFFT處理，得到 0FDM調(diào)制信號(hào)；
[0015] S2、對(duì)0FDM調(diào)制信號(hào)采用基于峰值反饋與遺傳算法的部分傳輸序列技術(shù)即GAPFA-PTS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；即對(duì)0FDM調(diào)制信號(hào)進(jìn)行分組、優(yōu)化處理后，加權(quán)重新組合來(lái)降低數(shù)據(jù) 的峰值平均功率比即PAPR;
[0016] S3、將具有低峰均功率比的數(shù)據(jù)進(jìn)行并串變換后，通過(guò)白光LED發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)可 見(jiàn)光通信；
[0017] S4、通過(guò)光電探測(cè)器接收數(shù)據(jù)信號(hào)，把接收的數(shù)據(jù)串并變換后，進(jìn)行解GAPFA-PTS 操作；
[0018] S5、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換即FFT以及并串轉(zhuǎn)換，還原出初始數(shù)據(jù)并解調(diào)輸 出。
[0019] 所述的方法，步驟S2包括以下步驟：
[0020]把0FDM調(diào)制信號(hào)中的一組0FDM數(shù)據(jù)符號(hào)相鄰分割成V個(gè)子數(shù)據(jù)塊，每個(gè)子數(shù)據(jù)塊 上的數(shù)據(jù)都乘以一個(gè)相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)匕，然后組合子數(shù)據(jù)塊，得到處理過(guò)的信號(hào)。
[0021] 所述的方法，所述的V為2的冪指數(shù)值且能整除子載波個(gè)數(shù)。
[0022] 所述的方法，選取加權(quán)系數(shù)匕的步驟包括：
[0023] 首先設(shè)定參數(shù):加權(quán)系數(shù)bj= { + 1 ,-1}，相位旋轉(zhuǎn)因子可選個(gè)數(shù)W的取值決定于加 權(quán)系數(shù)h的可取值個(gè)數(shù)即W= 2，遺傳最終代數(shù)G，本次執(zhí)行的代數(shù)記為g;
[0024] (1)從Wv種系數(shù)組合中隨機(jī)選取Q種系數(shù)組合作為初始種群，即Q個(gè)父代種群，每個(gè) 種群即一種系數(shù)組合[bi，b 2. . .bv]，遺傳代數(shù)被設(shè)為g = l，其中Q的取值為不大于Wv的偶數(shù)；
[0025] (2)分別計(jì)算這Q種不同父代種群的適應(yīng)度值，即父代各自的PAPR;
[0026] (3)對(duì)Q種初始種群間進(jìn)行獨(dú)立的遺傳操作：
[0027] a.任意兩兩種群進(jìn)行相互雜交；
[0028] b.單個(gè)種群的變異；
[0029] (4)得到的Q種新的組合稱之為Q個(gè)子代種群，分別計(jì)算這Q種不同子代種群的適應(yīng) 度值，即子代各自的PAPR，比較對(duì)應(yīng)的父代和子代種群間的PAPR，選取較小PAPR值的種群作 為下一代的父代種群；
[0030] (5)重新執(zhí)行步驟(3) - (5)，遺傳代數(shù)g加1，直到達(dá)到設(shè)定的遺傳代數(shù)G，最后從第 G代種群中選取PAPR最小的一組系數(shù)組合作為輸出結(jié)果。
[0031] 所述的方法，在得到PAPR最小的一組系數(shù)組合后，再進(jìn)一步采用峰值反饋算法得 到降低PAPR更好的系數(shù)組合，步驟包括：
[0032] 設(shè)定參數(shù):峰值反饋算法執(zhí)行最終次數(shù)設(shè)為C，本次執(zhí)行次數(shù)記為c;
[0033] 1)根據(jù)由遺傳算法得到的PAPR最小的加權(quán)系數(shù)組合[bhh. . .bv]，查找加權(quán)求和 后信號(hào)幅值的峰值點(diǎn)，并確定峰值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)，執(zhí)行次數(shù)附初值為C = 1;
[0034] 2)分別求出V個(gè)子數(shù)據(jù)塊上，該采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)幅值，選出最大的幅值所對(duì)應(yīng) 數(shù)據(jù)塊j(j = 1，2，3. . . V);
[0035] 3)把第j塊數(shù)據(jù)上的所有信號(hào)乘以一個(gè)加權(quán)系數(shù)-1，即把加權(quán)系數(shù)組合[In， b2. . .bv]中的bj變?yōu)開(kāi)bj，其他加權(quán)系數(shù)不變，設(shè)改變后的系數(shù)組合記為[H . .dv];
[0036] 4)計(jì)算加權(quán)求和后信號(hào)的PAPR值，并和改變之前信號(hào)的PAPR值比較，如果經(jīng)過(guò)改 變后的加權(quán)系數(shù)組合[cU，d 2. . .dv]處理的信號(hào)所對(duì)應(yīng)的PAPR值小于改變前的PAPR值，則此 次操作有效，反之無(wú)效，接著取V個(gè)子數(shù)據(jù)塊中幅值第二大的數(shù)據(jù)塊乘以一個(gè)加權(quán)系數(shù)-1， 其他加權(quán)系數(shù)不變，計(jì)算其PAPR;若仍不滿足其值小于改變前的PAPR，則繼續(xù)選第三大數(shù)據(jù) 塊進(jìn)行操作，直至選出符合條件的為止;若V個(gè)數(shù)據(jù)塊全部不滿足，則保留改變幅值第一大 數(shù)據(jù)塊系數(shù)的操作;操作后c加1;
[0037] 5)循環(huán)執(zhí)行2) - 4)，直至峰值反饋算法執(zhí)行次數(shù)達(dá)到開(kāi)始設(shè)定的最終次數(shù)C，得到 此時(shí)的加權(quán)系數(shù)組合[d^cb. . .dv]為具有最低的PAPR的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的最優(yōu)的加權(quán)系數(shù)組 合，即為分別對(duì)應(yīng)V個(gè)子載波的加權(quán)系數(shù)匕的組合。
[0038]本發(fā)明的技術(shù)效果在于，對(duì)基于遺傳算法的PTS技術(shù)(GA-PTS)進(jìn)行優(yōu)化，在GA-PTS 技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合了峰值反饋算法(PFA)，得到了基于峰值反饋與遺傳算法的部分傳輸序 列技術(shù)(GAPFA-PTS)。該技術(shù)在GA-PTS技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用峰值反饋算法加速局部尋優(yōu)，能 更好的降低VLC-0FDM系統(tǒng)的PAPR。從而，進(jìn)一步改善VLC-0FDM系統(tǒng)的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1是本發(fā)明的方案的流程圖；
[0040]圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
[0041 ] 圖3是GAPFA-PTS原理框圖；
[0042]圖4是峰值反饋算法的流程圖；
[0043] 圖5是在計(jì)算復(fù)雜度相同的情況下，本發(fā)明與傳統(tǒng)技術(shù)降低PAPR的對(duì)比仿真圖；
[0044] 圖6是本發(fā)明處理信號(hào)前后波形對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖和實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0046]本發(fā)明提供了一種基于峰值反饋與遺傳算法降低VLC-0FDM系統(tǒng)峰均功率比的PTS 技術(shù)，具體流程如圖1所示，包括以下SI、S2、S3、S4、S5這5個(gè)步驟：
[0047] S1、首先要得到實(shí)驗(yàn)信號(hào)，如圖2前4部分所示。開(kāi)始階段隨機(jī)生成原始數(shù)據(jù)，然后 進(jìn)行QPSK調(diào)制，接著進(jìn)行串并變換、插入導(dǎo)頻，最后進(jìn)行IFFT操作。經(jīng)過(guò)IFFT之后，得到了 0FDM調(diào)制信號(hào)。
[0048] S2、得至IjOFDM調(diào)制信號(hào)后采用提出的GAPFA-PTS技術(shù)處理信號(hào)，達(dá)到降低PAPR的目 的，如圖2第5部分所不。
[0049] GAPFA-PTS技術(shù)原理框圖如圖3所示。GAPFA-PTS本質(zhì)上是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組、優(yōu)化處 理后，加權(quán)重新組合來(lái)降低數(shù)據(jù)的PAPR。其具體操作是把信號(hào)中的一組0FDM數(shù)據(jù)符號(hào)分割 成V個(gè)子數(shù)據(jù)塊，每個(gè)子數(shù)據(jù)塊上的數(shù)據(jù)都乘以一個(gè)相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)匕。然后組合子數(shù)據(jù) 塊，得到處理過(guò)的信號(hào)。由于加權(quán)系數(shù)組合[b^bs. . .bv]可以有多種不同取值方式，我們可 以從中選擇PAPR最低的一組作為最終的輸出信號(hào)。因此，GAPFA-PTS技術(shù)降低PAPR的關(guān)鍵在 于:利用遺傳算法與峰值反饋算法選取一個(gè)最優(yōu)加權(quán)系數(shù)組合[bi，b 2. . .bv]。它的具體選取 規(guī)則如下：
[0050] 首先，對(duì)VLC-0FDM信號(hào)進(jìn)行GA-PTS處理選取出最后一代對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)組合[b!， b2. . .bv]?；谶z傳算法的部分傳輸序列法(GA-PTS)技術(shù)是傳統(tǒng)PTS的一種優(yōu)化技術(shù)，很好 的解決了傳統(tǒng)PTS的高計(jì)算復(fù)雜度問(wèn)題，可分為如下幾步：
[0051 ]設(shè)定參數(shù):加權(quán)系數(shù)匕={ + 1，-1 }，相位旋轉(zhuǎn)因子可選個(gè)數(shù)W的取值決定于加權(quán)系 數(shù)匕的可取值個(gè)數(shù)即W = 2,遺傳最終代數(shù)G，G取大于0的正整數(shù)，根據(jù)具體需要進(jìn)行取值，本 次執(zhí)行的代數(shù)記為g。本實(shí)施例中的V = 16，則[h，b2. . . bv]的系數(shù)組合有Wv=65536種。
[0052] (1)從Wv種系數(shù)組合中隨機(jī)選取種Q系數(shù)組合作為初始種群，也稱之為Q個(gè)父代種 群。每個(gè)種群是指一種系數(shù)組合[b^bs. . .bv]，此時(shí)，遺傳代數(shù)被設(shè)為g = l，Q的取值為不大 于WV的偶數(shù)。
[0053] (2)分別計(jì)算這Q種不同父代種群的適應(yīng)度值，即父代各自的PAPR。
[0054] (3)對(duì)Q種初始種群間進(jìn)行獨(dú)立的遺傳操作。
[0055] a.任意兩兩種群進(jìn)行相互雜交。
[0056] b.單個(gè)種群的變異。
[0057] (4)得到的Q種新的組合稱之為Q個(gè)子代種群。分別計(jì)算這Q種不同子代種群的適應(yīng) 度值，即子代各自的PAPR。比較對(duì)應(yīng)的父代和子代種群間的PAPR，選取較小PAPR值的種群作 為下一代的父代種群。
[0058] (5)進(jìn)入步驟(3)，遺傳代數(shù)g自動(dòng)加1。
[0059] (6)重復(fù)執(zhí)行步驟(3) - (5)，直到達(dá)到設(shè)定的遺傳代數(shù)G。最后從第G代種群中選取 PAPR最小的一組系數(shù)組合作為輸出結(jié)果。
[0060] 在經(jīng)過(guò)GA-PTS選取出最后一代對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)組合后繼續(xù)對(duì)其處理，采用峰值反 饋算法得到降低PAPR更好的系數(shù)組合。峰值反饋算法的流程圖如圖4所示，可分為如下幾 步：
[0061] 設(shè)定參數(shù):峰值反饋算法執(zhí)行最終次數(shù)設(shè)為C，本次執(zhí)行次數(shù)記為c;
[0062] 1)根據(jù)由遺傳算法得到的PAPR最小的加權(quán)系數(shù)組合[bhh. . .bv]，查找加權(quán)求和 后信號(hào)幅值的峰值點(diǎn)，并確定峰值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)，執(zhí)行次數(shù)附初值為c = 1;
[0063] 2)分別求出V個(gè)子數(shù)據(jù)塊上，該采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)幅值，選出最大的幅值所對(duì)應(yīng) 數(shù)據(jù)塊j(j = 1，2，3. . . V);
[0064] 3)把第j塊數(shù)據(jù)上的所有信號(hào)乘以一個(gè)加權(quán)系數(shù)-1，即把加權(quán)系數(shù)組合[In， b2. . .bv]中的bj變?yōu)開(kāi)bj，其他加權(quán)系數(shù)不變，設(shè)改變后的系數(shù)組合記為[H . .dv];
[0065] 4)計(jì)算加權(quán)求和后信號(hào)的PAPR值，并和改變之前信號(hào)的PAPR值比較，如果經(jīng)過(guò)改 變后的加權(quán)系數(shù)組合[cU，d 2... dv]處理的信號(hào)所對(duì)應(yīng)的PAPR值小于改變前的PAPR值，則此 次操作有效，反之無(wú)效，接著取V個(gè)子數(shù)據(jù)塊中幅值第二大的數(shù)據(jù)塊乘以一個(gè)加權(quán)系數(shù)-1， 其他加權(quán)系數(shù)不變，計(jì)算其PAPR;若仍不滿足其值小于改變前的PAPR，則繼續(xù)選第三大數(shù)據(jù) 塊進(jìn)行操作......直至選出符合條件的為止;若V個(gè)數(shù)據(jù)塊全部不滿足，則保留改變幅值第 一大數(shù)據(jù)塊系數(shù)的操作;操作后c加1;
[0066] 5)循環(huán)執(zhí)行2) - 4)，直至峰值反饋算法執(zhí)行次數(shù)達(dá)到開(kāi)始設(shè)定的最終次數(shù)C，得到 此時(shí)的加權(quán)系數(shù)組合[d^cb. . .dv]即為具有最低的PAPR的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的最優(yōu)的加權(quán)系數(shù)組 合，也即為所需要的最終加權(quán)系數(shù)組合[b^b. . .bv]。
[0067] 遺傳算法解決了傳統(tǒng)算法的復(fù)雜度問(wèn)題，但局部尋優(yōu)能力不夠。為此，我們引入具 有快速的局部尋優(yōu)能力的峰值反饋算法和遺傳算法融合構(gòu)建了 GAPFA-PTS技術(shù)，通過(guò)S3、S4 和S5實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)射與接收端的解調(diào)。
[0068] S3、在完成系數(shù)的選取之后，接下來(lái)進(jìn)行的操作如圖2第6-8部分所示。輸入的數(shù)據(jù) 并串變換后，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，之后加上直流偏置后通過(guò)LED發(fā)射器發(fā)射出去。
[0069] S4、發(fā)射出去的信號(hào)經(jīng)過(guò)高斯信道，由光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。然后， 經(jīng)過(guò)模數(shù)變換、串并轉(zhuǎn)換后進(jìn)行解GAPFA-PTS操作，此處的解GAPFA-PTS操作與解PTS技術(shù)相 同。如圖2第9-13部分所不。
[0070] S5、最后通過(guò)FFT操作將信號(hào)從時(shí)域變回頻域，然后檢索標(biāo)記去除導(dǎo)頻，之后進(jìn)行 并串變換，最后完成QPSK解調(diào)恢復(fù)出原始信號(hào)。如圖2第14-17部分所示。
[0071] 本發(fā)明降低PAPR的良好性能由圖5、圖6得以證明：圖5中顯示了GA-PTS技術(shù)與本發(fā) 明在計(jì)算量相同(GA-PTS遺傳代數(shù)選取為6，GAPFA-PTS在增加10個(gè)峰值反饋計(jì)算量下，取遺 傳代數(shù)為5。這樣在初始種群選取為10的情況下比GA-PTS在遺傳過(guò)程中少進(jìn)行一代計(jì)算，計(jì) 算量減少10次）的情況下，降低PAPR的效果。從圖5中很容易看出，在計(jì)算量相同的情況下， 本發(fā)明的降PAPR性能優(yōu)于GA-PTS技術(shù)。圖6中顯示了本發(fā)明處理信號(hào)前后的波形對(duì)比圖。可 以看出，本發(fā)明可以有效地降低高峰值信號(hào)出現(xiàn)的概率，從而達(dá)到降低系統(tǒng)PAPR的目的。 [0072]由以上可以看出本發(fā)明能夠有效地降低VLC-0FDM系統(tǒng)的PAPR。本發(fā)明技術(shù)與傳統(tǒng) PTS技術(shù)相比，可以大大降低了其計(jì)算復(fù)雜度;本發(fā)明技術(shù)與GA-PTS技術(shù)相比，能夠更大幅 度地降低VLC-0FDM系統(tǒng)的PAPR，從而提高VLC-0FDM系統(tǒng)的通信效率，降低系統(tǒng)的非線性失 真。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于峰值反饋與遺傳算法結(jié)合的PTS技術(shù)降低VLC-OFDM系統(tǒng)峰均功率比的方 法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行快速傅里葉逆變換即IFFT處理，得到OFDM調(diào) 制信號(hào)； 52、 對(duì)OFDM調(diào)制信號(hào)采用基于峰值反饋與遺傳算法的部分傳輸序列技術(shù)即GAPFA-PTS 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；即對(duì)OFDM調(diào)制信號(hào)進(jìn)行分組、優(yōu)化處理后，加權(quán)重新組合來(lái)降低數(shù)據(jù)的峰 值平均功率比即PAPR; 53、 將具有低峰均功率比的數(shù)據(jù)進(jìn)行并串變換后，通過(guò)白光LED發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光 通信； 54、 通過(guò)光電探測(cè)器接收數(shù)據(jù)信號(hào)，把接收的數(shù)據(jù)串并變換后，進(jìn)行解GAPFA-PTS操作； 55、 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換即FFT以及并串轉(zhuǎn)換，還原出初始數(shù)據(jù)并解調(diào)輸出。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2包括以下步驟： 把OFDM調(diào)制信號(hào)中的一組OFDM數(shù)據(jù)符號(hào)相鄰分割成V個(gè)子數(shù)據(jù)塊，每個(gè)子數(shù)據(jù)塊上的 數(shù)據(jù)都乘以一個(gè)相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)匕，然后組合子數(shù)據(jù)塊，得到處理過(guò)的信號(hào)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的V為2的冪指數(shù)值且能整除子載波個(gè) 數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，選取加權(quán)系數(shù)匕的步驟包括： 首先設(shè)定參數(shù):加權(quán)系數(shù)bj= { + 1 ,-1}，相位旋轉(zhuǎn)因子可選個(gè)數(shù)W的取值決定于加權(quán)系數(shù) bj的可取值個(gè)數(shù)即W=2,遺傳最終代數(shù)G，本次執(zhí)行的代數(shù)記為g; (1) 從Wv種系數(shù)組合中隨機(jī)選取Q種系數(shù)組合作為初始種群，即Q個(gè)父代種群，每個(gè)種群 即一種系數(shù)組合[bi，b 2. . .bv]，遺傳代數(shù)被設(shè)為g = l，其中Q的取值為不大于Wv的偶數(shù)； (2) 分別計(jì)算這Q種不同父代種群的適應(yīng)度值，即父代各自的PAPR; (3) 對(duì)Q種初始種群間進(jìn)行獨(dú)立的遺傳操作： a. 任意兩兩種群進(jìn)行相互雜交； b. 單個(gè)種群的變異； (4) 得到的Q種新的組合稱之為Q個(gè)子代種群，分別計(jì)算這Q種不同子代種群的適應(yīng)度 值，即子代各自的PAPR，比較對(duì)應(yīng)的父代和子代種群間的PAPR，選取較小PAPR值的種群作為 下一代的父代種群； (5) 重新執(zhí)行步驟(3) - (5)，遺傳代數(shù)g加1，直到達(dá)到設(shè)定的遺傳代數(shù)G，最后從第G代 種群中選取PAPR最小的一組系數(shù)組合作為輸出結(jié)果。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在得到PAPR最小的一組系數(shù)組合后，再進(jìn) 一步采用峰值反饋算法得到降低PAPR更好的系數(shù)組合，步驟包括： 設(shè)定參數(shù):峰值反饋算法執(zhí)行最終次數(shù)設(shè)為C，本次執(zhí)行次數(shù)記為c; 1) 根據(jù)由遺傳算法得到的PAPR最小的加權(quán)系數(shù)組合[b^bs. . .bv]，查找加權(quán)求和后信 號(hào)幅值的峰值點(diǎn)，并確定峰值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)，執(zhí)行次數(shù)附初值為c = 1; 2) 分別求出V個(gè)子數(shù)據(jù)塊上，該采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)幅值，選出最大的幅值所對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù) 塊j( j = l，2,3· · ·ν); 3) 把第j塊數(shù)據(jù)上的所有信號(hào)乘以一個(gè)加權(quán)系數(shù)-1，即把加權(quán)系數(shù)組合[b^bs. . .bv]中 的bj變?yōu)?bj，其他加權(quán)系數(shù)不變，設(shè)改變后的系數(shù)組合記為[d^cb. . .dv]; 4) 計(jì)算加權(quán)求和后信號(hào)的PAPR值，并和改變之前信號(hào)的PAPR值比較，如果經(jīng)過(guò)改變后 的加權(quán)系數(shù)組合[cU，d2. . . dv]處理的信號(hào)所對(duì)應(yīng)的PAPR值小于改變前的PAPR值，則此次操 作有效，反之無(wú)效，接著取V個(gè)子數(shù)據(jù)塊中幅值第二大的數(shù)據(jù)塊乘以一個(gè)加權(quán)系數(shù)-1，其他 加權(quán)系數(shù)不變，計(jì)算其PAPR;若仍不滿足其值小于改變前的PAPR，則繼續(xù)選第三大數(shù)據(jù)塊進(jìn) 行操作，直至選出符合條件的為止;若V個(gè)數(shù)據(jù)塊全部不滿足，則保留改變幅值第一大數(shù)據(jù) 塊系數(shù)的操作;操作后c加1; 5) 循環(huán)執(zhí)行2) - 4)，直至峰值反饋算法執(zhí)行次數(shù)達(dá)到開(kāi)始設(shè)定的最終次數(shù)C，得到此時(shí) 的加權(quán)系數(shù)組合[d^cb. . .dv]即為具有最低的PAPR的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的最優(yōu)的加權(quán)系數(shù)組合， 即為分別對(duì)應(yīng)V個(gè)子載波的加權(quán)系數(shù)匕的組合。
【文檔編號(hào)】H04L27/26GK106027447SQ201610352313
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】鄧宏貴, 劉巖, 肖威, 李永陸
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)