[发明专利]基于色移键控调制的广义空间调制系统的工作方法

说明书

基于色移键控调制的广义空间调制系统的工作方法，属于无线光通信领域。该方案是将传统的色移键控(CSK)调制与广义空间调制(GSM)相结合的一种调制方案，系统的通信过程分为三步，首先发送端的信息比特经过串并转换为两部分进入信号调制模块，一部分用来选择发送TLED，另一部分被映射为CSK调制信号；其次CSK调制信号进一步转化为RGB光强度，然后由所选TLED经过光信道发送至接收端；最后接收端采用最大似然检测方法对接收信号进行解调，恢复出原始信号。该混合方案利用了颜色域和空间域的自由度，有效地提高了系统的传输速率，完善了系统性能。

技术领域

本发明涉及一种基于色移键控调制的广义空间调制系统的工作方法，属于无线光通信领域。

背景技术

近年来，随着我国通信技术的蓬勃发展，终端用户的需求日益增长，用户对无线传输的速率和质量有了更高的要求，这使得通信领域的频谱资源日益紧缺。可见光通信(VLC)技术作为一种新型的无线通信技术，具有通信容量高、传输带宽大、传输速率快、抗干扰能力强以及保密性好等优点，并且VLC系统兼有照明和通信两项功能，因此在进行数据传输的同时需要保证该系统的照明功能。空间调制(SM)技术作为一种新型的多输入所输出(MIMO)传输技术，在发送端激活一根天线传输数据，可以有效的避免了信道间干扰(ICI)和天线间同步(IAS)问题，广义空间调制(GSM)在保持SM优势的同时大大地提高了频谱效率，因此GSM在未来5G有很大的研究价值。色移键控(CSK)调制由红、绿、蓝(RGB)三种颜色的LED(TLED)作为光源，能够提供较高的传输速率，且没有闪烁，发光强度稳定。基于色移键控调制的广义空间调制系统的通信系统充分利用了可见光通信技术、色移键控调制技术以及广义空间调制技术的优点，在有效提升系统的性能的同时，可以进一步提高系统传输速率，是当前无线光通信传输技术领域的研究热点。

S.P.Alaka等(参见S.P.Alaka,T.L.Narasimhan andA.Chockalingam,“Generalized Spatial Modulation in Indoor Wireless Visible LightCommunication,”in Proc.IEEE GLOBECOM,pp.1-7,Dec.2015)研究了GSM在室内VLC系统中的性能，推导了VLC系统中GSM最大似然检测的误码率(BER)的解析上界。分析了在高信噪比的情况下，VLC中的GSM性能优于其他MIMO方案。R.Singh等(参见R.Singh,T.O’Farrell andJ.P.R.David,“An Enhanced Color Shift Keying Modulation Scheme for High-SpeedWireless Visible Light Communications,”J.Lightwave Tech.,vol.32,no.14,pp.2582-2592,Jun.2014)提出了一种改进的CSK方案，利用四色LED(QLED)作为光源以得到更高的调制阶数，提高了系统性能。Y.Chen等(参见Y.Chen and M.Jiang,“Joint Colour-and-Spatial Modulation Aided Visible Light Communication System,”in Proc.IEEEVTC Spring,pp.1-5,May 2016)提出了将CSK与SM相结合的方案，使系统获得空间域和颜色域两方面的增益，此方案与传统的CSK调制或光空间调制方案相比，系统性能得到了改善。以上方案分别在系统的传输速率、频谱效率方面受到了一定的限制，不能有效的提高系统的性能。

发明内容

根据现有技术和解决方案的缺点和不足，本发明提供了一种适应性更强，性能更好的基于色移键控调制的广义空间调制系统的工作方法。

本发明的技术方案如下：