[发明专利]IQ域联合NOMA调制解调方法、调制解调终端及VLC系统

说明书

本发明涉及可见光通信(VLC)技术领域，具体公开了一种IQ域联合NOMA调制解调方法、调制解调终端及VLC系统，包括：根据组内两个用户的功率差别对I组PAM信号进行同相功率分配；根据组内两个用户的功率差别对Q组PAM信号进行正交功率分配；将I组信号和Q组信号联合进行I/Q域功率分配。本发明利用不同用户在I域或Q域采用PAM星座来传播不同的信息，其中I组中两用户可组合成新的I域PAM星座，Q组亦然。I域和Q域的一维PAM星座可再次组合成二维QAM星座，从而提供新的维度(星座域)来容纳更多的用户。其中，I/Q域功率分配技术极大地降低了路径差对用户组间公平性的影响，且通过设置最优组分配系数使系统通信的误码率降到最低，极大改善了系统性能。

技术领域

本发明涉及可见光通信(VLC)技术领域，尤其涉及一种IQ域联合NOMA调制方法、IQ域联合NOMA调制终端、IQ域联合NOMA解调方法、IQ域联合NOMA解调终端及VLC系统。

背景技术

近年来，可见光通信(VLC)作为克服拥挤无线通信频谱的解决方案而受到广泛关注。但在基于LED的可见光通信中，由于LED自身较窄的调制带宽，VLC系统容量的发展受到了极大的限制。目前为止，许多技术为克服这一硬件缺陷而被广泛提出并得到了应用，例如预均衡、使用高阶正交振幅调制(QAM)星座的正交频分复用(OFDM)调制、多输入多输出(MIMO)传输、非正交多址接入(NOMA)等。其中，NOMA作为新型的多址接入技术，允许在同一时域和频域资源单元上同时支持多个用户，为无线通信系统的性能提供了新的增长空间。

在发射端采用功率叠加编码(SPC)和在接收端采用串行干扰消除(SIC)是NOMA的核心理念。然而当多用户同时通过NOMA接入时，无论是发射端的功率分配还是接收端的SIC解调都会变得非常复杂，且用户个数越多，SIC对于用户解调的干扰消除越困难。故一般情况下，只有两个用户共同采用NOMA。此外，在实际信号传输过程中，不同用户位置产生的路径差将导致用户组间的误码性能不平衡，从而使得用户组内和组间的通信公平性降低。

发明内容

本发明提供一种IQ域联合NOMA调制解调方法、调制解调终端及VLC系统，解决的技术问题在于：传统NOMA容纳用户个数少，不同用户位置产生的路径差将导致用户组间的误码性能不平衡，从而使得用户组内和组间的通信公平性降低。

为解决以上技术问题，本发明提供一种IQ域联合NOMA调制方法，包括步骤：

A1、将VLC环境中每4个用户划分为一组，且按信道增益大小将其中两个用户作为I组，另两个用户作为Q组；

A2、对于I组，直接对其中每个用户的基础信号进行一维脉冲幅度调制映射，得到I组PAM信号；对于Q组，对其中每个用户的基础信号进行一维脉冲幅度调制映射后将其星座旋转90°，得到Q组PAM信号；

A3、根据组内两个用户的功率差别对I组PAM信号进行同相功率分配并叠加编码；根据组内两个用户的功率差别对Q组PAM信号进行正交功率分配并叠加编码；

A4、将步骤A3得到的I组信号和Q组信号联合进行I/Q域功率分配；

A5、将步骤A4得到的联合信号进行厄米对称约束、快速傅里叶逆变换及并串变换后输出I/Q域联合NOMA信号。

进一步地，在步骤A3中，根据组内两个用户的功率差别对I组PAM信号进行同相功率分配，具体为：为I组PAM信号中信道增益大的用户分配功率信道增益小的用户分配功率α_I表示I域功率分配系数，P_I表示I域总功率；

在步骤A3中，根据组内两个用户的功率差别对Q组PAM信号进行正交功率分配，具体为：为Q组PAM信号中信道增益大的用户分配功率信道增益小的用户分配功率α_Q表示Q域功率分配系数，P_Q表示Q域总功率。

进一步地，步骤A4具体为：