[发明专利]一种基于多脉冲位置的可见光通信色移键控调制方法

说明书

本发明涉及一种基于多脉冲位置的可见光通信色移键控调制方法，本发明首次提出将多脉冲位置组合与色移键控调制相结合的办法运用于可见光通信调制，并解决了色移键控调制在三色灯未全部发射功率时的位置组合识别。本发明中的人工伪噪声(Pseudo‑Noise)起到了三色灯的时隙脉冲位置组合标识作用，对在一个符号周期内，让光颜色更趋于白色光。本发明引入的多色灯脉冲时隙位置组合，可通过多色灯不同脉冲时隙位置组合来传递信息，与传统的色移键控与脉冲位置调制相比，频效至少提高了一倍。本发明中人为伪噪声的使用，是基于最大似然估计算法判决，采用双阈值判决，使系统有较好的抗干扰性能。

技术领域

本发明涉及一种基于多脉冲位置的可见光通信色移键控调制方法，具体涉及伪噪声(Pseudo-Noise，简称PN)、多脉冲位置调制(MPPM)组合和色移键控(CSK)调制的一种适用于可见光通信的调制方法，属于可见光通信技术领域。

背景技术

随着对无线数据通信需求的快速增长，处于10G以下可获得的无线频谱越来越紧缺。可见光占据400THz到800THz的频段，因其拥有丰富的频谱资源，可以很好地解决无线频谱短缺的问题，而受到广泛的关注。与传统射频通信相比，可见光通信是通过光的强度来进行数据通信，能够以较低的成本同时实现照明与通信两大功能，适用于各种场景，并且私密性好，免受电磁干扰，无需频率许可，绿色环保；具有高带宽高复用度的特点，可通过控制灯光照射的范围，提高空间利用率。

因为可见光通信采用的是强度调制/直接检测(IM/DD)的方式，所以可以根据不同强度的光强组合来传输信息，而色移键控就是利用RGB三色灯作为信号发射源，利用三色灯发射不同强度的光组合来传输信息，在IEEE 802.15.7中对将可见光频段划分为7种颜色带，并做了相应的编码，可选取其中3个颜色带的中心波长作为三色灯的中心波长，其中可以有效地在1931 CIE XY颜色色度空间坐标图上构成完整三角形的只有9种组合，在IEEE805.15.7标准中定义了三种色移键控星座图，4CSK，8CSK，16CSK。

在IEEE 802.15.7色移键控调制中4CSK符号可携带2个比特，8CSK可携带3个比特，16CSK可携带4比特。由于颜色键移调制的独特性，即对三色灯功率的控制不同，采用RGB三色灯发射信号时,有三种情况，分别是一个灯发射、两个灯发射或者三个灯发射，当色移键控与脉冲位置调制相结合时，所携带的额外比特数是脉冲调制本身所具有的比特数，这种简单的组合并不不能完全发挥三色灯在结合脉冲位置调制时的优势。

发明内容

针对以上简单颜色键移调制与脉冲位置调制相结合的缺陷问题，本发明提出了一种基于多脉冲位置的可见光通信色移键控调制方法；

本发明的关键是在三色灯中人为的加入伪噪声，来识别脉冲位置组合信息，这样就解决了色移键控与脉冲位置组合的多样化问题，极大地提高了在原始符号周期内所携带的比特数，其中多样化的位置组合同样也可以对照明强度进行调配。

本发明采用伪噪声来对多脉冲位置组合进行标识，在一个符号周期内，色移键控在为三色灯分配功率时，并不是在每个符号周期内都发射功率，伪噪声正是在三色灯只有一个或者两个灯发射功率时，才被人为的加入到另外两个或者一个未发射功率的灯上，该伪噪声只是被用来标识多脉冲位置组合情况，并不影响总功率和色移键控所发射的功率组合。

术语解释

1、MPPM调制，是多脉冲位置调制；

2、4CSK，是2比特4个符号的色移键控调制；

3、8CSK，是3比特8个符号的色移键控调制；

4、16CSk，是4比特16个符号的色移键控调制；

5、PN，是伪噪声；

本发明的技术方案为：