[发明专利]基于概率整形编码的可见光通信系统、方法及应用设备

说明书

基于概率整形编码的可见光通信系统、方法及应用设备，涉及光通信系统领域。在发送端将输入数据的比特位分组，并按设定的概率映射成新的比特，然后进行前向纠错编码，将编码后的数据组成OFDM帧，再形成数据流发出；接收端接收来自发送端的数据流，并恢复出OFDM帧，对OFDM帧解帧和前向纠错解码后，对解码后的数据进行逆映射，使用与发送端对应的概率映射规则恢复出原始数据比特。通过加入概率映射可调整系统净信息速率，增加系统通信容量，调整灵活并且复杂度较低。

技术领域

本发明涉及光通通信系统领域，具体来讲涉及基于概率整形编码的可见光通信系统、方法及应用设备。

背景技术

可见光通信是一种利用发光二极管发出的高速明暗闪烁信号进行数据传输的无线传输技术。由于采用了高效节能的LED作为光源，在灯光所能直射到的范围均可以进行通信，同时具有节能、安全、可用频谱宽等优点，是一种极具应用前景的通信技术。

现有的可见光通信系统中，光源采用照明用LED，空间传输时信道衰落大，经过各种信道均衡后，实际可用带宽只有约100MHz。如何充分利用有限带宽，并自适应信道变化是可见光通信系统实用化的难点。为实现高谱效率通常使用多载波调制方式，如自适应比特加载。自适应比特加载方法根据每个载波的信息质量参数，将每对发射器/接收器的调制参数进行匹配，对每个载波的信噪比进行测量并选择优化调制，以实现最大传输速率。该方法能将比特错误率保持在预期水平，但由于需要进行频繁信道估算，充分优化会使算法非常复杂，而且难以对系统有效带宽进行方便调节。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于概率整形编码的可见光通信系统、方法及应用设备，调整系统净信息速率，增加系统通信容量，调整灵活并且复杂度较低。

为达到以上目的，本发明采取一种基于概率整形编码的可见光通信系统，包括发送端和接收端，所述发送端包括：

概率映射模块，其用于将输入数据的比特位分组，并按设定的概率映射成新的比特；

FEC编码模块，其用于对来自概率映射模块的数据进行前向纠错编码；

OFDM成帧模块，其用于将编码后的数据组成OFDM帧；

所述接收端包括：

OFDM解帧模块，其用于对来自发送端的OFDM帧进行解帧；

FEC解码模块，其用于对解帧后的数据进行前向纠错解码；

概率逆映射模块，其用于对解码后的数据进行逆映射，使用与所述发送端对应的概率映射规则恢复出原始数据比特。

在上述技术方案的基础上，所述OFDM成帧模块包括：

信号成帧模块，用于将带有纠错信息的比特数据进行调制编码，并按格式组成OFDM帧；

IFFT模块，用于将所述OFDM帧从频域变换到时域；

加循环前缀模块，用于将数据的OFDM帧增加循环前缀。

在上述技术方案的基础上，所述OFDM解帧模块包括：

去循环前缀模块，用于去除发送端添加的循环前缀；

FFT模块，用于将去除循环前缀后的OFDM帧由时域变换到频域；

信道均衡模块，用于对OFDM帧进行信道均衡处理；

信号解帧模块，用于将OFDM帧信号恢复出调制的编码。

在上述技术方案的基础上，所述发送端还包括并串转换模块，其用于将OFDM帧经并串转换后，变成待传输数据流；所述接收端包括串并变换模块，用于将收到的数据流变换成OFDM帧。