[發明專利]一種基于多脈沖位置的可見光通信色移鍵控調制方法

有效

• 申請號: 201611167667.6
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106788725B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 張文勝;宋健;孫健;王承祥
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/516
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

1.一種基于多脈沖位置的可見光通信色移鍵控調制方法，采用三色燈作為發射端和三個帶有濾光片的光電檢測器作為接收端來傳輸數據，其特征在于，具體調制發射步驟包括：

(1)對發射信號X(t)進行編碼：所述發射信號X(t)包括色移鍵控的比特數及三色燈中多脈沖位置調制組合的比特數，通過所述色移鍵控的比特數在1931CIE色度空間上的坐標和三色燈各自的顏色帶在1931CIE色度空間上的坐標，來確定三色燈的發射功率強度，具體步驟包括：

A、獲取所述色移鍵控的比特數在1931CIE色度空間上的坐標(x_p,y_p)，獲取三色燈各自的顏色帶在1931CIE色度空間上的坐標(x_i,y_i)，(x_j,y_j)和(x_k,y_k)；

B、通過式(Ⅰ)確定三色燈的發射功率強度P_it,P_jt,P_kt：

C、符號周期T_s分為m個時隙T_p，每種色燈均從m個時隙中選擇n個時隙，發送一個符號周期內色移鍵控的強度，紅色燈則有種選擇，綠色燈則有種選擇，藍色燈則有種選擇，三色燈在一個符號周期內則有種選擇，即傳輸額外個比特數；

D、將人為的偽噪聲PN加入到未發射光信號的燈上，確定時隙脈沖組合：對所有可能的時隙脈沖組合進行編碼，得到的每一個編碼對應一組比特數；根據比特數求取相應的X(t)，X(t)為3行、m列的矩陣，3行代表三色燈，m列代表m個時隙，矩陣中各個矩陣位置的數值通過以下方法確定：某種燈對應的未選擇的m-n個時隙的矩陣位置的數值為0，對應的選擇的n個時隙的矩陣位置數值為發射光信號的強度，該值通過步驟B確定，所述發射光信號的強度的值為0時，該值替換為偽噪聲PN；

(2)發射端發出發射信號X(t)；

(3)經過離散自由光信道，通過三色燈各自的濾光片，由光電檢測器檢測接收到的三色燈的發射功率，得到Y(t)；

(4)對于步驟(3)求取的Y(t)的每個元素值進行最大似然估計算法判決：設有閾值a和閾值b，a＝0.005，b＝0.01，當Y(t)的元素值小于等于a時，則判為噪聲；當Y(t)的元素值大于a且小于等于b時，則該元素值判決為偽噪聲PN，該元素所在列為偽噪聲PN標識位，標出該燈所用的時隙脈沖位置組合；當Y(t)的元素值大于b時，則該元素值為該燈所發射的功率；當Y(t)的所有元素值判斷完畢后，即得到發射信號X(t)的估計值

(5)由估計值提取出估計值中三行非0元素是三色燈的發射強度的估計值，即：估計值中非0元素所在的列即對應n個時隙脈沖位置；

(6)根據得到色移健控的比特數在1931CIE色度空間的坐標估計值

(7)根據步驟(1)的逆過程，經過多脈沖位置解碼、色移鍵控解碼，得到輸出數據。

2.根據權利要求1所述的一種基于多脈沖位置的可見光通信色移鍵控調制方法，其特征在于，所述步驟(3)，通過式(Ⅱ)求取Y(t)：

式(Ⅱ)中，信道H(t)是一個三乘三的矩陣，h_ij(t)是第j個發射機與第i個接收機之間的信道增益；

N是指獨立分布噪聲。

3.根據權利要求2所述的一種基于多脈沖位置的可見光通信色移鍵控調制方法，其特征在于，所述信道H(t)的元素值H的求取公式如式(Ⅲ)所示：

式(Ⅲ)中，l為朗伯系數，α為光入射角，β為光輻射角，A_dt為光電檢測器的面積，d_tr為發射機與接收機之間的距離，T(α)為光濾波器的增益，G(α)為聚光器增益，c為折射率，Φ_c為接收器的視場角；

4.根據權利要求1所述的一種基于多脈沖位置的可見光通信色移鍵控調制方法，其特征在于，所述步驟(6)，通過式(Ⅳ)求取色移健控的比特數在1931CIE色度空間的坐標估計值