[发明专利]基于极性调制及复数颜色位移键控的光OFDM通信系统

说明书

本发明提供一种基于极性调制及复数颜色位移键控的光OFDM通信系统，该系统是基于极性调制(Polarity Modulated，PM)及复数颜色位移键控(Complex Colour Shift Keying，CCSK)的光OFDM可见光通信系统。该可见光通信系统不仅能够有效地利用颜色调制所带来的分集增益从而提高传输速率，还使用新发明的复数调制和极性调制来进一步提高系统传输速率，同时大幅度提高系统的可靠性，并享有光OFDM调制带来的抑制符号间干扰、高频率利用率等特性。

技术领域

本发明涉及无线光通信领域，更具体地，涉及一种基于极性调制及复数颜色位移键控的光OFDM通信系统。

背景技术

可见光通信(Visible Light Communication，VLC)技术使用发光二极管(LightEmitting Diodes，LED)代替传统无线天线来传输数据，能同时实现照明与通信，并且能够使用不需经过授权的可见光谱，在频带资源紧缺的当下，是一种非常有前景的高速通信技术。

颜色调制技术(Colour Shift Keying，CSK)是适用于可见光通信系统中的一种调制技术，在IEEE 802.15.7标准中给出了CSK技术的标准。在CSK技术中，能够通过把输入比特调制到CIE 1931颜色空间，然后通过不同颜色传输不同信息来提高传输速率，具体地说，在CSK星座图中，每一个星座点由(x,y)色度坐标值表示，接着(x,y)色度值会被调制为RGBLED的发送功率，接着通过RGB LED发送代表不同颜色的混合光信号。光信号通过了光无线信道后，在接收端，对应于RGB LED三种颜色的窄带滤波器只允许特定颜色的光通过，加入独立同分布的高斯白噪声后，在窄带滤波器后使用光电二极管(Photodiode，PD)将光功率转化为电功率，通过解调从而还原出原(x,y)色度值，恢复输入比特。CSK技术能够充分使用颜色分集增益来提高传输速率，使其特别适用于可见光通信系统。

正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是多载波调制发展而来的一种多子载波复用技术，由于该技术能够有效地抑制由于衰落信道而引起的符号间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)，已被广泛地应用于有线和无线宽带通信系统中。由于OFDM优秀的特性，OFDM技术也越来越多被用为高速可见光通信系统的调制技术,如ACO-OFDM、DCO-OFDM。

发明内容

本发明提供一种基于极性调制及复数颜色位移键控的光OFDM通信系统，该系统能够有效地利用颜色调制所带来的分集增益从而提高传输速率。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于极性调制及复数颜色位移键控的光OFDM通信系统，包括发射端和接收端，发射端和接收端通过VLC光信道连接，其特征在于，所述发射端包括顺次连接的PM-CCSK调制器、O-OFDM调制器、添加CP模块和RGB LED；所述接收端包括顺次连接的光电二极管、移除CP模块、O-OFDM解调器以及PM-CCSK解调器；RGB LED的光信号通过VLC光信道传递到光电二极管上。

进一步地，PM-CCSK调制器对输入的信号进行调制的过程是：