[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

摘要

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。

主权项

1.一种基于多脉冲位置的可见光通信色移键控调制方法，采用三色灯作为发射端和三个带有滤光片的光电检测器作为接收端来传输数据，其特征在于，具体调制发射步骤包括：(1)对发射信号X(t)进行编码：所述发射信号X(t)包括色移键控的比特数及三色灯中多脉冲位置调制组合的比特数，通过所述色移键控的比特数在1931CIE色度空间上的坐标和三色灯各自的颜色带在1931CIE色度空间上的坐标，来确定三色灯的发射功率强度，具体步骤包括：A、获取所述色移键控的比特数在1931CIE色度空间上的坐标(xp,yp)，获取三色灯各自的颜色带在1931CIE色度空间上的坐标(xi,yi)，(xj,yj)和(xk,yk)；B、通过式(Ⅰ)确定三色灯的发射功率强度Pit,Pjt,Pkt：C、符号周期T_s分为m个时隙T_p，每种色灯均从m个时隙中选择n个时隙，发送一个符号周期内色移键控的强度，红色灯则有种选择，绿色灯则有种选择，蓝色灯则有种选择，三色灯在一个符号周期内则有种选择，即传输额外个比特数；D、将人为的伪噪声PN加入到未发射光信号的灯上，确定时隙脉冲组合：对所有可能的时隙脉冲组合进行编码，得到的每一个编码对应一组比特数；根据比特数求取相应的X(t)，X(t)为3行、m列的矩阵，3行代表三色灯，m列代表m个时隙，矩阵中各个矩阵位置的数值通过以下方法确定：某种灯对应的未选择的m‑n个时隙的矩阵位置的数值为0，对应的选择的n个时隙的矩阵位置数值为发射光信号的强度，该值通过步骤B确定，所述发射光信号的强度的值为0时，该值替换为伪噪声PN；(2)发射端发出发射信号X(t)；(3)经过离散自由光信道，通过三色灯各自的滤光片，由光电检测器检测接收到的三色灯的发射功率，得到Y(t)；(4)对于步骤(3)求取的Y(t)的每个元素值进行最大似然估计算法判决：设有阈值a和阈值b，a＝0.005，b＝0.01，当Y(t)的元素值小于等于a时，则判为噪声；当Y(t)的元素值大于a且小于等于b时，则该元素值判决为伪噪声PN，该元素所在列为伪噪声PN标识位，标出该灯所用的时隙脉冲位置组合；当Y(t)的元素值大于b时，则该元素值为该灯所发射的功率；当Y(t)的所有元素值判断完毕后，即得到发射信号X(t)的估计值(5)由估计值提取出估计值中三行非0元素是三色灯的发射强度的估计值，即：估计值中非0元素所在的列即对应n个时隙脉冲位置；(6)根据得到色移健控的比特数在1931CIE色度空间的坐标估计值(7)根据步骤(1)的逆过程，经过多脉冲位置解码、色移键控解码，得到输出数据。