0 引言

    随着可见光通信（VLC）技术的不断发展，寻找频谱高效的短距离传输技术已成为该领域的研究热点[1]。搭建光无线通信系统时，由于受频谱资源和人眼安全等规定的限制，需要对系统不同调制方式的特点进行选择和权衡。

    无载波幅度相位（CAP）调制是一种高数据吞吐量的多阶幅度相位调制，由于具有较高的频谱效率和较低的实现复杂度得到广泛应用[2-4]。数字脉冲间隔调制（DPIM）[5]作为一种改进的脉冲位置调制，在内置的符号同步脉冲之间插入空时隙进行编码，其功率效率高，且不需要符号同步，简化了系统的复杂度，因此应用于光无线通信系统中颇具优势。

    随着VLC技术对传输速率和数据吞吐量的要求越来越高，研究学者不断地探究频谱高效的传输技术。近年来，相关研究表明：基于混合调制思想，根据系统需求选择将2种及以上单一调制方式相结合，并利用不同调制的优势可进一步提高通信系统的有效性及可靠性[6-9]。文献[6]提出了一种混合差分相移键控-多脉冲位置调制（DPSK-MPPM）技术。与传统的差分二进制相移键控（DBPSK）、差分正交相移键控（DQPSK）和MPPM方案相比，DPSK-MPPM技术有效提高了系统的接收机灵敏度和带宽利用效率。文献[7-9]分别提出了基于CAP-DPIM、无载波幅相-幅度差分脉位调制（CAP-ADPPM）和CAP-MPPM的不同混合调制方案，通过仿真分析验证了在相同频带效率下与单一调制系统相比，混合调制系统的性能得到明显改善。

    除在时域推出混合调制技术之外，挖掘VLC系统空域资源成为了研究热点之一。在室内VLC时域混合调制系统中引入空间调制（SM）技术，通过与时域数字调制技术相结合，不仅在空域上避免了码间干扰和信道间干扰，也大大提高了信号域传输效率[10-14]。文献[10]将脉冲位置调制（PPM）与广义空间移位键控（GSSK）相结合，提出了一种兼顾了能量效率和频谱效率的广义空间PPM方案。文献[11]提出了一种功率有效的光空间调制方案，通过调整接收单元数量可有效改善功率效率。文献[12]基于SM和广义空间调制（GSM）技术思想，提出了光空间调制方案和光GSM方案，改善了系统的误码性能。文献[13]提出了一种用于大规模多输入多输出的VLC系统（MIMO-VLC）信道自适应空间调制算法，根据系统对频谱效率的需求和实际信道间的干扰确定发光二极管（LED）的最佳组合方案，有效平衡了频谱效率和误码性能。文献[14]基于GSM思想，将多脉冲幅度调制和多脉冲位置调制相结合来提高系统功率效率，验证了光无线通信系统引入空域的优势和可行性。

    由于目前针对空域-时域联合调制的研究多以SM和PPM为主，考虑到GSM在降低误码率方面优于SM和DPIM在频谱效率和功率效率上的优势，研究基于GSM和DPIM的混合调制将更有助于丰富VLC传输技术。因此，本文提出一种基于GSM的无载波幅相-数字脉冲间隔调制（GSM-CAP-DPIM）混合方案。

4 结束语

    针对VLC系统传输误码性能改善问题，本文提出了GSM-CAP-DPIM混合系统，推导了可见光高斯信道下GSM-CAP-DPIM混合系统的误帧率理论表达式，仿真结果验证了其准确性，并对比了空时域不同调制参数选择对混合系统误码性能的影响。仿真实验结果表明：在相同频带利用率下，选取合适调制参数的GSM-CAP-DPIM混合方案的误码性能优于传统的混合方案和单一调制方案。本文所提的GSM-CAP-DPIM混合调制方案不仅提高了系统的频谱效率，还平衡了信号域中误码性能的损失，为室内VLC系统设计提供了更为丰富的选择，以满足不同的通信需求。