[发明专利]可见光通信信号星座设计方法、装置及系统

摘要

本申请公开了一种可见光通信信号星座设计方法、装置及系统，基于朗伯辐射模型创建的可见光通信系统的通信模型及信号空间矩阵，并确定信号星座的光发送总功率；基于该通信模型发送训练序列估计信道矩阵，再通过对信道矩阵进行奇异值分解得到信道特征参数矩阵Λ和V，其中，信道特征参数矩阵V的影响体现在将信号星座点进行角度旋转，进一步获得信道特征参数λ1、λ2和基于角度旋转后的信号星座空间矩阵结合特征参数矩阵Λ，获取接收端任意两个星座点之间的待优化欧式距离，在信道特征参数λ1、λ2和的不同取值范围下，结合非负性约束条件对待优化欧式距离进行处理，获取不同情况下所对应的信号星座优化分布，从而实现最优的可见光通信系统的通信性能。

主权项

一种可见光通信信号星座设计方法，其特征在于，适用于可见光通信系统，包括：依据朗伯辐射模型，可见光通信系统的通信模型y＝Hx+n和信号空间矩阵确定信号星座的光发送总功率约束条件为PT=Σi=1MΣj=1Ntsji;]]>其中，y为接收信号矢量，H为信道矩阵，为发送信号矢量，n为零均值、协方差矩阵为的加性高斯白噪声矢量，Nt为所述可见光通信系统的灯源个数和Nr为所述可见光通信系统的接收端个数，M的取值为大于2的正整数，sji≥0，1≤i≤M，1≤j≤Nt；基于所述通信模型发送训练序列估计所述可见光通信系统的信道矩阵H；对所述信道矩阵H进行奇异值分解H＝UΛVT，获取信道的特征参数矩阵Λ和V，其中，Λ＝diag{λ1,λ2}，λ1≥λ2≥0且λ1≠0，λ1、λ2和为所述信道特征参数，由所述特征参数矩阵V的角度旋转效果可知信号星座点的可行域从第一象限旋转至第一和第二象限之间，获得角度旋转后的信号星座空间矩阵为G=VTS=(g1,g2,...,gM)=g11g12...g1Mg21g22...g2M;]]>基于所述角度旋转后的信号星座空间矩阵结合所述特征参数矩阵Λ，获取接收端任意两个星座点之间的待优化欧式距离，其表达式为Dkl2=(λ1(g1k-g1l))2+(λ2(g2k-g2l))2,]]>其中，1≤k＜l≤M；在所述信道特征参数λ1、λ2和的不同取值范围下，结合非负性约束条件对所述待优化欧式距离进行处理，获得不同情况下对应的信号星座优化分布。