可见光通信互补码的生成方法及基于该互补码的可见光通信方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及无线通信领域。
【背景技术】
[0002] 可见光通信(Vis化Ie Li曲t Communications,化C)是一种结合通信和照明功能 的新兴技术，已成为无线通信领域的研究热点。可见光通信作为一种新兴技术，许多关键技 术仍在研究探索中。受光纤通信的启发，考虑将CDMA技术应用到可见光通信系统中。
[0003] 可见光通信CDMA(化C-CDMA)系统可W保证几个发射机同时传输数据，使多用户同 时接入网络。CDMA本身具有扩频系统的优势，具有抗窄带干扰、抗多径衰落、保密安全性高、 频率复用系数高、容量和质量之间可做权衡取舍等优势。可见光CDMA技术可W利用其丰富 的频谱资源，采用与之相关的地址码来提高系统性能。
[0004] 由于化C-CDMA技术是在光域中对信号进行处理，使用的是强度调制/直接检测的 调制方式，不存在负的物理量，使得光信号处理采用非负值域(〇、1)，运与电域CDMA技术中 采用双极性码(-1、1)相比具有本质区别。在电域CDMA技术中使用的扩频码通常具有很好的 自相关与互相关性，但是在单极性码中互相关不能保证为零。而传统的光通信地址码通常 是为光纤通信系统设计的，具有其自身的局限性，并且，可见光通信系统属于无线通信，使 得传统的光通信互补码并不适用。
[0005] 为了使化C-CDMA系统的地址码具有良好的自相关与互相关特性，能够使系统精确 同步并减少与其他光源LED的干扰即多址干扰(Multiple Access Interference,MAI)，地 址码需要满足W下要求:较高的自相关峰值，较低的自相关旁瓣W及较低的互相关峰值。因 此，在化C-CDMA系统中设计出好的地址码是关键技术之一。
【发明内容】
[0006] 本发明是为了解决传统光通信地址码和电通信地址码无法W理想的相关性直接 应用到可见光通信中的问题，从而提供一种可见光通信互补码的生成方法及基于该互补码 的可见光通信方法。
[0007] 可见光通信互补码的生成方法，它包括W下步骤：
[000引步骤一、将可见光通信互补码表示为：O (N，Wm，M，Aa, Ac);、
[0009] 式中：N是子码长度;Wm是码组权值，即码组中M个子码共含有1的个数，Wm=M;M是码 组中子码的个数;Aa是自相关的旁瓣下界;、是互相关的干扰下界；
[0010] 步骤二、设定可见光通信互补码的编码条件：
[OOW 自相关要求：自相关旁瓣总和为0;
[0012] 互相关要求:互相关干扰为1;
[0013] 每个子码中只包含一个1;
[0014] 子码个数的限制为:2含M如；
[0015] 任意两个用户码组中，只允许有一组子码中I的位置重复出现，子码中I的相对距 离不能重复出现；
[0016] 步骤S、判断给定的子码长度值是否为质数，如果判断结果为是，则执行步骤S 一;如果判断结果为否，则执行步骤=二；
[0017] 步骤=一、利用伽罗华域计算每个子码中1的位置，作为可见光通信互补码；
[0018] 每个子码中1的位置表示为：
[0019] 二[/>']\ +1
[0020] 式中：[ij]N表示mod的十算，i为用户数，j为子码数；
[0021] 步骤=二、使用码组捜寻的方式产生可见光通信互补码，具体为：
[0022] 步骤=二一、产生一个理想自相关的码组矩阵，列数为N?，行数为NI;
[0023] 步骤=二二、在步骤=二一中的码组矩阵中找到符合互相关要求的码组，并选定 其中一个码组作为第k个用户码，k的初始值为1;
[0024] 再从其他(醒-1)个码组按先后顺序与选定的第k个用户码来作对比；
[0025] 并将最首个满足互相关要求的码组，作为第k+1个用户码；
[00%] 步骤=二=、重复执行步骤=二二，直至找到全部的用户码。
[0027] 采用上述方法生成的可见光通信互补码的可见光通信方法，
[0028] 信号发射方法：
[0029] 步骤AU将原始信息序列进行信道编码，获得编码后的数据；
[0030] 步骤A2、将步骤一获得的编码后的数据进行光学调制，获得调制后数据；
[0031] 步骤A3、利用可见光通信互补码对步骤二中获得的调制后的数据进行化C-CDMA编 码，获得编码后的数据；
[0032] 步骤A4、将步骤A3获得的编码后的数据W可见光的形式发射至信道；
[0033] 信号接收方法：
[0034] 步骤A5、采用光电检测器接收步骤A4发射的可见光，并转换为接收数据；
[0035] 步骤A6、利用可见光通信互补码对步骤A5的接收数据进行化C-CDMA译码，获得译 码后的数据；
[0036] 步骤A7、将步骤A6获得的译码后的数据进行光学解调，获得光学解调后的数据；
[0037] 步骤A8、将步骤A7获得的光学解调后的数据进行信道译码，并输出。
[0038] 与现有技术相比，本发明获得了 W下有益效果:本发明给出了一种可见光通信互 补码的编码方法，由于可见光通信领域中码型与传统的无线电通信中不同，所W该方法首 先给出可见光通信互补码的编码限制条件，进而将码长分为质数和非质数时分别讨论，给 出相应的编码方式。该方法充分利用互补码在电通信中的完美相关性的优势，在可见光通 信中进行重新设计，解决了目前光通信中地址码的局限性，具有很大的理论价值和使用价 值。
【附图说明】
[0039] 图1是可见光通信互补码的生成方法的流程示意图；
[0040] 图2是可见光通信系统的结构示意图；
[0041] 图3是【具体实施方式】一中的自相关旁瓣分析结果仿真示意图；
[0042] 图4是【具体实施方式】一中的互相关干扰分析结果仿真示意图；
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0043] 一、结合图2说明本，可见光通信互补码的生成方法， 它包括W下步骤：
[0044] 步骤一、将可见光通信互补码表示为：O (N，Wm，M，Aa, Ac);、
[0045] 式中：N是子码长度;Wm是码组权值，即码组中M个子码共含有1的个数，wm=M;M是码 组中子码的个数;Aa是自相关的旁瓣下界;、是互相关的干扰下界；
[0046] 步骤二、设定可见光通信互补码的编码条件：
[0047] 自相关要求：自相关旁瓣总和为0;
[004引互相关要求:互相关干扰为1;
[0049] 每个子码中只包含一个1;
[0050] 子码个数的限制为:2含M如；
[0051 ] 任意两个用户码组中，只允许有一组子码中1的位置重复出现，子码中1的相对距 离不能重复出现；
[0052] 步骤S、判断给定的子码长度值是否为质数，如果判断结果为是，则执行步骤S 一;如果判断结果为否，则执行步骤=二；
[0053] 步骤=一、利用伽罗华域计算每个子码中1的位置，作为可见光通信互补码；
[0054] 每个子码中1的位置表示为：
[0055] 幻/=[//]、+1
[0056] 式中：[ij]N表示mod的十算，i为用户数，j为子码数；
[0057] 步骤=二、使用码组捜寻的方式产生可见光通信互补码，具体为：
[005引步骤=二一、产生一个理想自相关的码组矩阵，列数为N?，行数为NI;
[0059] 步骤=二二、在步骤=二一中的码组矩阵中找到符合互相关要求的码组，并选定 其中一个码组作为第k个用户码，k的初始值为1;
[0060] 再从其他(醒-1)个码组按先后顺序与选定的第k个用户码来作对比；
[0061] 并将最首个满足互相关要求的码组，作为第k+1个用户码；
[0062] 步骤=二=、重复执行步骤=二二，直至找到全部的用户码。
[00创可见光通信互补码表示为O (N，Wm，M，Aa，、）"N是子码长度;Wm是码组权值，即码组 中M个子码共含有1的个数，Wm=M;M是码组中子码的个数;Aa、Ac是自相关旁瓣下界和互相关 干扰下界。
[0064] X、Y为两组可见光通信互补码，每组子码长度均为N，每个子码个数都为MdX表示如 式(1)所示，Y表示为式(2)所示，自相关要求和互相关要求分别如式(3)和式(4)所示。
[00化]X={XioXii...Xin-i;X2〇X21...X2n-i;...;XmoXmi...Xmn-i} (1)
[0066] Y ={YioYii?? ? YiN-I ； Y20Y21 ? ? ? Y