，将查找表在〇至 1之间划分8192个等份，求出X(n-q)对应的表项LUTqO。
其中：x(n- q)为输入信号以及它的延迟，z(n)为预失真器输出，LUT(q)为对应x(n-q)的索引值，akq 为计算得出的多项式的系数，K为多项式模型的阶数，Q为预失真器的记忆深度。
【主权项】
1. 一种室内可见光通信发光二极管传输预失真系统，其特征在于，包括：预失真计算 模块、数据输入模块、参数计算模块和转换模块，其中：预失真计算模块与转换模块相连并 传输原始数据被预失真处理后的信息，数据输入模块与参数计算模块相连并传输反馈数据 信息，参数计算模块与预失真计算模块相连并传输预失真器查找表表项信息，转换模块分 别与发光二极管和光电二极管相连，实现前向数据从数字到模拟和反馈数据从模拟到数字 的转换。2. 根据权利要求1所述的室内可见光通信发光二极管传输预失真系统，其特征是，所 述的参数计算模块包括：同步单元、功率归一化单元、化S算法实现单元和查找表生成单 元，其中：同步单元与功率归一化单元相连并传输时间上被对齐的前向和反馈信息，功率归 一化单元与化S算法实现单元相连并传输功率归一化后的信息，化S算法实现单元与查找 表生成单元相连并传输化S算法计算得出的多项式系数信息，查找表生成单元与预失真模 块相连并传输生成的查找表表项信息。3. 根据权利要求1所述的室内可见光通信发光二极管传输预失真系统，其特征是，所 述的转换模块包括：ADC单元和DAC单元，其中：ADC单元的输入端和输出端分别与光电二 极管和参数计算模块相连，将L邸输出的模拟反馈信息采样量化后生成数字信号输出；DAC 单元的输入端和输出端分别与预失真计算模块和发光二极管相连，将发射机的数字输出信 息脉冲宽度调制并滤波后生成模拟信号输出。4. 根据权利要求1所述的室内可见光通信发光二极管传输预失真系统，其特征是，所 述的预失真计算模块包括：查找表地址计算子模块、查找表子模块和预失真结果计算子模 块，其中：查找表地址计算子模块与查找表子模块相连并传输输入信号的幅值作为地址信 息，查找表子模块与预失真结果计算子模块相连并传输查找表表项值信息，预失真结果计 算子模块把输入信号和查找表表项值进行相乘累加运算输出预失真后的数据。5. -种根据上述任一权利要求所述系统的预失真实现方法，其特征在于，包括W下步 骤： 第一步、信号源输出的信号经过预失真器处理后，再进行上变频处理得到中频信号后， 经过DAC单元转换变为模拟信号，由LED发射； 第二步、通过光电二极管禪合L邸发射的部分信号，经ADC单元转换为数字基带信号， 经下变频模块进行下变频处理后，通过参数计算模块与经过延迟的信号源信号进行比较， 再由预失真计算模块通过自适应算法计算得到预失真器参数； 第=步、将参数计算模块计算得到的预失真器参数预失真器参数制成查找表项值，更 新到硬件的随机存取存储器中，数字预失真模块将输入的原始数据与随机存取存储器中的 表项值进行多项式运算，W完成对原始输入数据的预失真计算，从而尽可能的抵消掉LED 非线性失真带来的影响。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述的第一步，采用记忆多项式模型来对 预失真器W及L邸建立数学模型，该预失真器的多项式模型为：.斯O=EEa.,與*其 k 二 h'd 鴻 中：刮和分别y(n)代表预失真器的输出和输入信号，K表示多项式的阶数，D表示最大延 时，3k,d代表预失真器多项式模型的系数。7. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述的比较是指：当第一步中L邸的输出信 号被转换为预失真器的输入信号y(n)后，进一步计算信号源信号x(n)W及预失真器输出 信号x(n)之间的误差，根据误差信号计算出预失真器的系数估计值，重复上述误差计算及 系数估计过程，直到误差在收敛域范围内。8. 根据权利要求6所述的方法，其特征是，所述的预失真计算模块根据输入信号的幅 值查找来自参数计算模块，即MicroBlaze的查找表，从而完成对信号的预失真，具体为： ① 参数计算模块根据预失真计算模块送来的预失真器输出数据与反馈数据，完成加权 向量的计算，并依据计算出的加权向量制作查找表，然后参数计算模块将查找表送入预失 真计算模块的预失真器中，预失真器根据此输入信号的幅度索引查找表进行预失真操作； ② 参数计算模块通过GPIO向预失真计算模块发出存数指令，预失真计算模块收到指 令后，开始存数；存满数据时，给参数计算模块发出存数满信号，触发参数计算模块的中断， 参数计算模块开始读取预失真计算模块的数据；参数计算模块将指定地址的内容读出；当 参数计算模块通过GPIO向预失真计算模块写数据时，通过GPIO将指令信息传给预失真计 算模块，预失真计算模块根据地址信息判断写入的是控制命令还是查找表。9. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述的自适应算法包括W下步骤： 2. 1)参数计算模块与预失真计算模块其他模块完成初始化，系统开始工作； 2. 2)参数计算模块向预失真计算模块发出存数指令，预失真计算模块开始采集来自放 大器两端的数据，并把采得的数据存入存储器中；存储完数据之后，预失真计算模块向参数 计算模块发出中断信号，指示参数计算模块进行取数； 2. 3)参数计算模块开始从存储器内读取数据，取数完成后，进行时间同步，将前向信号 和方向信号在时间上对齐； 2. 4)使用滑动相关计算延时，具体为：化;rward_i为前向数据，fee化ack_i为反馈 数据；k为整数；算出k从0变化到某个阔值的sum比]，找出最大值，返回k可求得偏 置；.s"'"/[W=y + ，其中：妃rward山为前向数据， :片挣 fee化ack_i为反馈数据，BUFSIZE为缓存的长度，k为同步的位置偏移，sum[k]为对于不同k值，前向和反向数据的互相关量； 2.5)同步完成后，对反馈信号进行归一化处理； 2. 6)归一化完成后，参数计算模块用化S算法进行加权向量的计算，包括：化S矢量产 生函数计算、化S算法迭代计算、归一化均方误差计算W及收敛判断。10. 根据权利要求9所述的方法，其特征是，所述的化S算法迭代计算根据产生的化S 矢量与期望信号计算加权向量W，具体步骤如下： 步骤i:根据上个时刻的自相关矩阵P(n-1)与化S向量U(n)计算JT值； 步骤ii:根据n值、化S向量与遗忘因子计算卡尔曼增益k(n); 步骤iii:根据上个时刻计算的W参数w(n-l)与本时刻计算的RLS矢量求出输出信号， 并计算输出信号与期望信号的误差C(n); 步骤iv:根据步骤ii与步骤iii计算的卡尔曼增益k(n)与C(n)更新加权向量W的 参数w(n); 步骤V:根据P(n-1)、k(n)、U(n)更新自相关矩阵P(n)。
【专利摘要】一种室内可见光通信发光二极管传输预失真系统及方法，该系统包括预失真计算模块、数据输入模块、参数计算模块和转换模块，预失真计算模块与转换模块相连并传输原始数据被预失真处理后的信息，数据输入模块与参数计算模块相连并传输反馈数据信息，参数计算模块与预失真计算模块相连并传输预失真器查找表表项信息，转换模块分别与发光二极管和光电二极管相连，实现前向数据从数字到模拟和反馈数据从模拟到数字的转换。本发明通过在发射端增加一路反馈链路来获得LED的输出信号，同时使用记忆多项式模型来自适应地训练并补偿LED的非线性，从实现当采用FPGA搭建整个VLC系统时，对LED进行线性化处理。
【IPC分类】H04L25/49, H04B10/116
【公开号】CN105207716
【申请号】CN201510512938
【发明人】王淇, 何迪
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月20日