[发明专利]一种基于可见光通信的RLL编码方法

说明书

本发明公开一种基于可见光通信的游程长度受限(RLL)编码方法，步骤是：基于常规卷积码的网格结构，依据Miller编码的特点，设定RLL码的网格图中移存器下一状态与输出码一致；主要针对2比特输入与3比特输出的RLL码进行设计，并分析2/3码率RLL码的最大游程长度的特点；给出不同游程长度条件下，对应的可能状态路径图；依据常规卷积码以最小码距作为误码率性能的评价方法，分析不同游程长度条件下，2/3码率RLL码对应的最小码距；依据常规BCJR算法译码，给出改进BCJR算法中前向递推度量、后向递推度量及状态转移度量的表达式。此种方法通过优化网格结构的方式进行RLL码设计，提高可见光信号的传输可靠性。

技术领域

本发明涉及一种在短距离可见光通信场景中可见光信号的编码方法，特别涉及一种基于可见光通信的游程长度受限(RLL)编码方法。

背景技术

可见光通信(VLC)因其在能效与短距离无线通信等方面的显著优势而备受关注，其基本原理：发端采用发光二极管(LED)发送信息数据，信号经光信道传输后到达接收端，收端采用光电二极管(PD)检测器对光信号进行直接检测。然而，值得注意的是：在VLC通信中，为了同时满足照明与通信要求，需要考虑调光率与闪烁两个重要问题。因此，为了解决上述问题，进而实现信息传输的高效与可靠，基于开关键控(OOK)调制的游程长度受限(RLL)编译码方法已成为VLC技术中的重要研究内容。

在VLC通信中，RLL码被用于消除发送符号序列中长串的连“0”或连“1”，可使得灯光闪烁满足最大闪烁时间(MFTP)小于5ms，以满足人眼对灯光强度变换无察觉的基本条件；同时可帮助接收端恢复位同步时钟信号。因此，基于OOK调制基础上，如何设计RLL编译码算法，进而实现可见光信号传输的良好直流(DC)平衡、避免LED闪烁及高效可靠一直是专家学者的研究重点。

为了得到适用于可见光通信中良好DC平衡、避免LED闪烁、高效可靠的RLL码，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于可见光通信的RLL编码方法，具有良好DC平衡、避免LED闪烁、高效可靠的特点。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于可见光通信的RLL编码方法，包括以下步骤：

步骤A，基于常规卷积码的网格结构，依据Miller编码的特点，设定RLL码的网格图中移存器下一状态与输出码一致；

步骤B，针对2比特输入序列与3比特输出码字的RLL码进行设计，设定S₀(000)，S₁(001)，S₂(010)，S₃(011)，S₄(100)，S₅(101)，S₆(110)，S₇(111)分别表示移存器的8种状态，通过分析得到2/3码率RLL码最大游程长度的最小值为3、最大值为7；

步骤C，基于游程长度最大值分别为3、4、5、6、7条件下，通过分析RLL码对应的可能状态路径图，得到不同游程长度下的2/3码率RLL码，其中需要注意的是：应避免S₀(000)→S₀(000)状态路径图；

步骤D，基于步骤C得到的RLL码，依据常规卷积码以最小码距作为误码率性能的评价方法，通过分析2/3码率RLL码对应的最小码距分别为1、1、1、1、2，从而定性分析不同游程长度下的RLL码误码率性能；

步骤E，接收端对所接收的信号进行BCJR算法译码，给出BCJR算法中前向递推度量、后向递推度量及状态转移度量的表达式；

步骤F，基于步骤E得到的表达式，译码输出的信息序列μ_i、v_i各自的对数似然比值分别为：