[发明专利]一种CSK星座比特映射方法

说明书

本申请公开了一种CSK星座比特映射方法，通过确定并最大化第一个比特位b_x1和第二个比特位b_x2的判决区域，使得新设计的Target星座贴近于标准化的Standard星座，从而使得第一次迭代性能更加优秀，并通过对剩余的比特位的相邻星座点的汉明距离进行设置，从而构建Target星座图，使得在迭代解映射解译码时，能够增加迭代增益，并将Target星座图和Standard星座的结合应用为CSK通信系统的非规则比特映射方案，以使得能够同时满足星座的第一次迭代性能和迭代增益均较优秀的条件，从而提高系统的误比特性能。

技术领域

本申请涉及可见光通信调制技术领域，尤其涉及一种CSK星座比特映射方法。

背景技术

在如今高速互联的时代，高速的数据传输是必要的。但随着用户数量的增加以及射频资源的稀缺，会对数据传输的速度产生一定的影响。由于可见光通信具有无需频谱申请、无电磁辐射、传输速率高、传输时可兼顾照明等优点，5G通信将可见光通信技术作为解决宽带无线接入网络中“最后一公里”问题的有效技术之一。

可见光通信(Visible Light Communication,VLC)是指利用光谱波长为380～700nm的可见光波段作为信息载体来传输信息，而可见光通信系统的发送端采用发光二极管(Light Emitting diode,LED)作为光源，通过肉眼察觉不到的、高速明暗闪烁的可见光信号来传输信息，其接收端是以光电二极管(Photo Diode,PD)作为光检测器(Photodetector，PD)，将光信号转化为相应的电信号，然后对电信号进行A/D转换、解调、解码等处理来还原传输信息。由于人眼的视觉暂留现象(Visual Staying Phenomenon)，只要调制频率足够高，人眼就不会察觉到照明光线的变化，因此，使用LED进行通信并不会影响LED的照明功能。可见光通信的传输距离可以达到几米到几十米，由于LED照明被越来越多的应用在室内照明中，因此，可见光通信非常适合被应用在室内环境中。

在可见光通信调制技术中，常用的调制方式有开关键控(On-Off keying,OOK)、脉冲位置调制(Pulse-Position Modulation,PPM)、颜色键控(Color-shift keying,CSK)等。

其中，在2011年，IEEE发布了关于VLC的第一个国际标准—-IEEE 802.15.7，在这个标准中提出了可见光通信的三层物理链路模型，并规定CSK工作在第三层链路层。CSK是通过混合RGB三色LED光源发出某种颜色的光以满足照明和通信需求，响应速度快，调制带宽较大，更利于实现高速数据传输。

为了保证通信的同时不影响照明，规定CSK调制信号的总光功率不变。同时，由于CSK调制方式不通过光强的改变来传输信息，所以，CSK调制方式能彻底避免LED的闪烁问题。对于一个CSK系统，误码率不仅跟星座点位置有关，还与星座比特映射有关。IEEE802.15.7标准中提出了标准化的星座比特映射，也称为“Standard”星座。

在现有的VLC通信系统中，对CSK星座的比特映射都是基于一个CSK星座，我们把这种基于一个CSK星座的比特映射称为“规则映射”，而对于迭代解映射解译码的CSK-VLC系统，在给定内迭代和外迭代次数的情况下，不同的星座会产生不同的迭代增益。随着迭代次数的增加，Standard星座具有比较少的迭代增益，但是它的第一次迭代的性能最好，而其他的星座迭代增益比Standard星座大，但是它们的第一次迭代的性能差。假设以误比特性能做为衡量系统的指标，在一定的迭代次数的情况下，星座的第一次迭代性能需要重点考虑，同时，为了利用迭代解映射解译码的优势，星座的迭代增益也需考虑。但目前的CSK星座映射方案无法同时满足星座的第一次迭代性能和迭代增益均较优秀的条件，从而造成系统的误比特性能较差。

发明内容

本申请提供了一种CSK星座比特映射方法，用于解决目前的CSK星座映射方案无法同时满足星座的第一次迭代性能和迭代增益均较优秀的条件，从而造成系统的误比特性能较差的技术问题。