[发明专利]适用于可见光通信的连续相位调制信号的传输与重建方法

权利要求书

1.一种适用于可见光通信的连续相位调制信号的传输与重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)发送信号的生成：将需要发送的八进制数据序列和二进制训练序列，根据连续相位调制的规则，调制成基带上的复信号，分别得到数据复信号和训练复信号；将数据复信号、训练复信号以及循环前缀段组合成原始信号，对其进行上变频操作以及预均衡滤波，并取实部信号作为待发送信号；

(2)信号的电-光-电传输：待发送信号通过数模转换完成数字信号到模拟信号的转化，通过低噪声放大器和偏置电路，驱动发光二极管LED，将模拟电信号转化为光信号；在传输中经过多个反射和/或折射面反射和/或折射后由接收端的光感应器接收，完成光信号到电信号的转换，将其模数转换后作为接收信号进行数字域的后续处理；

(3)对接收信号进行基于幅度分解脉冲的信道估计与频域均衡：将接收信号解帧，去除循环前缀，并分离训练复信号与数据复信号；利用幅度分解脉冲对训练复信号进行相关积分得到训练相关序列，利用幅度分解脉冲组对数据复信号进行相关积分得到数据相关序列组；利用训练相关序列完成信道估计，利用信道估计结果对数据相关序列组进行频域均衡；

(4)数据段信号重建：利用幅度分解脉冲组的相关函数构成频域或者时域上的相关矩阵R，对相关矩阵R进行范数改进，得到改进后的相关矩阵其中λ为修改系数，对于时域矩阵λ＝1×10^-4～1×10^-1，对于频域矩阵λ＝1×10^-5～1×10^-1，E为单位矩阵；对改进后的相关矩阵求逆得到逆矩阵，与均衡后的数据相关序列组在时域或者频域中进行矩阵乘操作，去除伪码相关性，通过逆向幅度脉冲分解式，重新组成连续相位调制波形，完成原始数据复信号的恢复。

2.根据权利要求1所述的一种适用于可见光通信的连续相位调制信号的传输与重建方法，其特征在于，所述步骤(1)中，训练复信号s_tr(t)由N_tr个码元长度的二进制训练序列通过调制而成；数据复信号s_dt(t)由N_dt个码元长度的八进制数据序列通过调制而成，其中T为码元周期，q(t)是持续长度为T的相位成型函数，满足原始信号s_BASE(t)为基带信号，由s_tr(t)，s_dt(t)以及循环前缀组合成帧；待发送信号e(t)为中频实信号，其中h_c(t)为预均衡滤波函数，为卷积操作，f_IF为中频频率，其值取不小于0.5倍的信号谱宽。

3.根据权利要求1所述的一种适用于可见光通信的连续相位调制信号的传输与重建方法，其特征在于，所述步骤(1)中，预均衡滤波函数h_c(t)的来源为：用H_a(f)表示LED的频率衰减，将其在频域上通过取反平移的操作得到H_c(f)使得H_c(f)H_a(f)＝K，K为非零常数，再通过逆向傅里叶变换得到预均衡滤波函数

4.根据权利要求1所述的一种适用于可见光通信的连续相位调制信号的传输与重建方法，其特征在于，所述步骤(2)中，电-光转换的LED的低通特性由预均衡进行补偿；光-电转换、数模转换和模数转换不引入额外干扰；而光信号经历的多条反射和/或折射路径后的信号可以由多径模型来表征，其中o(t)为发送的光信号，r(t)表示光信道中经多条反射和/或折射路径和噪声影响后的信号，n(t)为高斯白噪声，h_l为第l径的衰减，L为多径总数，T为码元周期。