[发明专利]一种提高可见光通信中广义空间调制频谱效率的映射方法

摘要

本发明涉及一种提高可见光通信中广义空间调制频谱效率的映射方法，包括：(1)建立信道矩阵H；(2)得到不同的LED亮度水平；(3)建立改进型广义空间调制映射表；(4)激活不同LED灯组，所激活的LED灯组以特定亮度发送信息，即形成发送信号向量；(5)激活的LED灯组发送的信息经过信道矩阵H后被接收端感知；(6)接收端感知发送信息的LED灯组及其LED亮度水平，还原原始信息比特。本发明通过使用不同的LED亮度水平，两次激活发射端Nt颗LED，实现了LED灯组的全部利用，相比与传统广义空间调制，本发明提出的映射方法拥有种LED灯组可供选择，有效提高了通信系统的频谱效率。

主权项

1.一种提高可见光通信中广义空间调制频谱效率的映射方法，其特征在于，运行于VLC通信系统，所述VLC通信系统包括发射端、接收端，发射端包括N_t个LED，接收端包括N_r个PD，以VLC通信系统某点作为原点建立三维坐标系，设第n_t个LED的坐标为n_t是变量，其取值范围为1≤n_t≤N_t，第n_r个PD的坐标为n_r是变量，其取值范围为1≤n_r≤N_r；包括：(1)建立信道矩阵H，如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中，表示第n_t个LED和第n_r个PD之间的信道增益；(2)得到不同的LED亮度水平以及不同LED灯组：通过调节电流以调节不同LED的亮度，使LED显示出不同的亮度水平，以此表示不同的信息位，此信息位称为改进型广义空间调制的符号域信息位；同时，控制点亮不同的LED，将点亮的LED视为一个LED灯组，不同的LED灯组表示不同的信息位，此信息位称为改进型广义调制的空间域信息位；(3)根据步骤(2)得到的不同的LED亮度水平以及不同的LED灯组，建立改进型广义空间调制映射表：改进型广义空间调制映射表包括激活灯数、灯组索引、符号索引及LED对应的状态和亮度水平，激活灯数是指LED灯组中激活的LED个数，灯组索引是指改进型广义调制的空间域信息位，符号索引是指改进型广义空间调制的符号域信息位，LED对应的状态包括LED点亮状态、LED熄灭状态；LED灯组的数量共计种，改进型广义空间调制频谱效率为n_iGSM＝N_t+log₂S_iGSMbpcu，S_iGSM是指改进型广义空间调制的符号域星座图的尺寸，log₂S_iGSM表示映射表中所使用的符号索引位数；(4)将所需要发送的随机信息比特序列匹配改进型广义空间调制映射表中LED灯组和对应的亮度水平，激活该LED灯组，并使所激活的LED灯组以特定亮度水平发送信息，形成发送信号向量；(5)步骤(4)中形成的发送信号向量经过信道矩阵H后被接收端感知；(6)接收端感知发送信号向量中的LED灯组及其亮度水平，检测LED灯组亮度水平，判定其代表的符号域信息位，检测所激活的LED的位置，判定其代表的LED灯组，进而判定其代表的空间域信息位，通过查询改进型广义空间调制映射表，还原原始随机信息比特序列。