多载波信号进行子带滤波，取出信号中对应该子带分析 滤波器的某段频带，从而生成Μ路并行子带信号;Μ路并行Ρ倍下采样器，用于对经过子带分 析滤波的多路子带信号进行Ρ倍下采样，降低采样速率，从而将子带频谱扩展到整个频带， 生成Μ路并行低速符号流。
[0041] 进一步的，在多用户模式下，每个用户独自使用所述综合滤波器组中的Μ个支路中 的一部分相邻的支路，独自使用所述分析滤波器组中的Μ个支路中的一部分相邻的支路，且 该用户所使用的综合滤波器组支路与分析滤波器组支路的序号一一对应。
[0042] 进一步的，所述综合滤波器组中的子带综合滤波器和所述分析滤波器组中的子带 分析滤波器均采用实数值系数。
[0043] 进一步的，所述光源为发光二极管(LED)或激光二极管(LD);所述光电转换器为光 电二极管(PD)。
[0044] 进一步的，所述附加的直流偏置的大小取为被附加直流偏置的信号的标准差的k 倍，k的取值区间为[1，4]。
[0045] 本发明还提供了一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信方法，具体步骤 如下：
[0046] S1、从外部应用接收待传输的信息比特流；
[0047] S2、将待传输的信息比特流进行数字预处理，包括脉冲幅度调制和串并转换，生成 Μ路并彳丁的调制符号流；
[0048] S3、将调制符号流进行综合滤波器组处理，生成滤波器组多载波数字信号；
[0049] S4、将数字信号进行数字/模拟转换，生成模拟电信号；
[0050] S5、对模拟电信号附加直流偏置并驱动光源发光；
[0051] S6、用光电转换器将接收到的光信号转换为模拟电信号；
[0052] S7、对模拟电信号进行放大和滤波，滤除直流分量；
[0053] S8、对模拟电信号进行模拟/数字转换，生成数字信号；
[0054] S9、对数字信号进行分析滤波器组处理，生成多路并行符号流；
[0055] S10、对多路并行符号流的每一路进行均衡处理，消除信道畸变影响；
[0056] S11、对经过均衡的多路并行符号流进行数字后处理，包括并串转换、符号判决、解 调，恢复出原始信息比特流；
[0057] S12、将恢复出的信息比特流发送给目标应用。
[0058]进一步的，在步骤S2脉冲幅度调制和串并转换之间，加入编码和交织，用于对信息 比特流进行信道编码，以及对编码后的信息比特流进行交织处理;在步骤S11解调之后，加 入解交织和解码，用于对经过解调的比特流进行解交织操作，以及对经过解交织后的比特 流进行解码，而恢复出原始信息比特流。以增加传输的可靠性。
[0059] 有益效果：
[0060]本发明公布了一种适用于頂/DD通信方式的基于滤波器组多载波的可见光通信系 统和方法，相比于现有的基于0FDM的可见光通信系统和方法，本发明的技术方案有如下有 益效果：
[0061] (1)本发明的技术方案中不需要对数据附加循环前缀，从而节省了发送功率，同时 提高了频谱效率；
[0062] (2)本发明的技术方案支持各子载波（即子带)上的符号流异步传输，从而增加了 系统设计的灵活性，简化了收发机间的严格同步要求，有利于降低系统的实现成本。
【附图说明】
[0063] 为了更清楚地说明本发明的技术方案和实施例，下面对技术方案描述和实施例中 需要使用的附图作简单说明。
[0064] 图1为所提基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统的发送端和接收端框 图；
[0065] 图2为所提基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信方法的流程图；
[0066] 图3为所提基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统中发送端的数字基带 预处理模块框图；
[0067] 图4为所提基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统中发送端的综合滤波 器组处理模块框图；
[0068] 图5为所提基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统中接收端的分析滤波 器组处理模块框图；
[0069] 图6为所提基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统中接收端的数字基带 后处理模块框图；
[0070] 图7为实施例中，所提基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统中原型滤 波器hP (η)的时域冲激响应；
[0071] 图8为实施例中，所提基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系统中综合滤 波器组中各个子带综合滤波器的频域幅度响应；同时，所提系统中分析滤波器组中各个子 带分析滤波器的频域幅度响应也与图8完全相同；
[0072] 图9为实施例中，DC0-0FMD多载波可见光通信系统中各个子载波的频域幅度响应；
[0073] 图10为实施例中，在高斯白噪声信道与同步传输模式下，采用所提基于直流偏置 的滤波器组多载波可见光通信系统与现有DC0-0FDM可见光通信系统的误比特率曲线随比 特信噪比变化仿真对比图；
[0074] 图11为实施例中，在多径信道与同步传输模式下，采用所提基于直流偏置的滤波 器组多载波可见光通信系统与现有DC0-0FDM可见光通信系统的误比特率曲线随比特信噪 比变化仿真对比图；
[0075] 图12为实施例中，在高斯白噪声信道与异步传输模式下，采用所提基于直流偏置 的滤波器组多载波可见光通信系统与现有DC0-0FDM可见光通信系统的误比特率曲线随比 特信噪比变化仿真对比图；
[0076] 图13为实施例中，在多径信道与异步传输模式下，采用所提基于直流偏置的滤波 器组多载波可见光通信系统与现有DC0-0FDM可见光通信系统的误比特率曲线随比特信噪 比变化仿真对比图；
[0077] 其中
表示DC0-0FDM系统仿真结果、
f表示本发明所提系统及方法仿 真结果。
【具体实施方式】
[0078] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各 种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0079] 本发明的一个实施例给出了一种基于直流偏置的滤波器组多载波可见光通信系 统，用于克服现有使用0FDM多载波方式系统的固有缺陷。所述系统包括发送端和接收端；
[0080] 所述发送端(请参考图1)包括：
[0081] -接口与缓存模块，用于从外部应用接收并缓存所要传输的信息比特流；
[0082]-数字基带预处理模块(请参考图1和图3)，用于对信息比特流进行预处理，生成多 路调制符号流;具体包括:调制模块，用于对信息比特流进行4进制脉冲幅度调制(4-PAM，4-Pulse Amplitude Modulation)，生成调制符号流；串并转换模块，用于对调制符号流进行 串并转换，将一路高速符号流转换成多路并行的低速调制符号流；
[0083]-综合滤波器组处理模块(请参考图1和图4)，用于对所要传输的多路调制符号流 进行综合滤波器组处理，使得每一路调制符号流分别加载到滤波器组的一个子带上，并叠 加生成一路多载波数字信号流;所述综合滤波器组选择采用具有完全重构性质的Μ通道余 弦调制滤波器组(CMFB，Cosine Modulated Filter Banks)中的综合滤波器组;所述参数Μ 取值为Μ = 16 (对应地，上采样因子Ρ = 16);所述综合滤波器组中的第m个，111=1，2，一，，子 带综合滤波器的系数表达式为：
[0085] 其中，Nf = 128，hP(η)为原型滤波器，取值如图7所示，fm(n)，m= 1，2，…，M，的频域 幅度响应如图8所示，由图8可知，每个子带的频响都为带通，仅相邻的子带间存在交叠，不 相邻的子带间不存在交叠(或者说，交叠部分的最大幅度值极小，低于_60dB)，这是所提出 系统支持异步传输模式的重要原因。而现有的基于0FDM多载波的系统中，每个子载波都有 很长的"拖尾"效应(请参见图9)，与其它所有子载波都存在交叠(交叠部分的最大幅度值 为-13dB，远大于-60dB)，一旦采用异步传输模式破坏了子载波间的正交性，将造成严重的 子载波间干扰，恶化系统传输性能。
[0086] -数字/模拟转换模块，用于对所要传输的数字信号流进行数字/模拟转换，生成模 拟信号；
[0087] -偏置与驱动电路模块，用于对模拟信号进行放大，同时附加直流偏置，使得经过 放大和偏置后的模拟信号与光源的正常工作区间相匹配;所述直流偏置取值为被附加直流 偏置的信号的标准差的k倍;所述参数k取值为k = 3.5;
[0088] -光源，用于在经过放大和偏置的模拟电域信号的驱动下发光，从而将模拟电域信 号转换为光强信号，并发送到可见光通信信道中；所述光源为发光二极管(LED);
[0089]所述接收端(请参考图1)包括：
[0090] -光电转换器及其驱动电路模块，