引用本文:

王凤英,胡晓莉,秦岭,等. 一种基于CPPM的LED光通信系统[J]. 光通信技术,2019,43(12):7-9.

一种基于CPPM的LED光通信系统

王凤英,胡晓莉*,秦 岭,郭 瑛,徐艳红,杜永兴

(内蒙古科技大学 信息工程学院,内蒙古 包头 014010)

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摘要:为提高可见光通信系统安全性,并进一步降低系统的误码率,将具有伪随机特性的混沌序列、扩频技术和脉冲位置调制(PPM)引入到发光二极管(LED)光通信系统,实现了一种基于混沌脉冲位置调制(CPPM)的LED光通信系统。在加性高斯白噪声(AWGN)信道下,分别分析了信噪比对PPM系统误码率,及密钥、信噪比和混沌序列的长度对CPPM系统误码率的影响。仿真结果表明:当混沌序列的长度大于32为时,CPPM系统优于PPM系统,可降低系统的误码率,提高系统的安全性。

关键词:混沌扩频;脉冲位置调制;可见光通信;误码率

中图分类号:TN929.12 文献标志码:文章编号:1002-5561(2019)12-0007-03

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.12.002

0 引言
       发光二极管(LED)不仅具有低功耗、节能和环保等优点,还拥有切换快、灵敏度高和调制性能好等特点[1,2]。可见光通信技术[3]是利用LED的高速响应特性将信号调制到LED上,发出光载波信号;光载波信号在空间中自由传播,最后经过光电探测器接收、再生和解调信号,实现信息的传递。脉冲位置调制(PPM)是光通信系统中的一种常用的调制技术[4]。2018年,秦岭等人提出了一种改进的盲似然检测算法,即通过在发射端设置PPM帧头,接收端按帧检测分组和约束搜索。当湍流强度、背景光强度、传输距离和发光强度改变时,与其它检测算法相比,改进的盲似然算法的准确度更高,更适合应用于室外可见光通信[5]。2018年,王鸿喜等人设计了一种基于PPM的水下LED蓝光通信系统,实现了传输速率约为0.98 Mb/s[6]。2018年,土耳其学者S?觟nmez M提出改进的PPM和可变PPM解调器,尽量减少接收器的复杂性[7]。但以上文献均未考虑传输信息的安全性。为提高可见光通信系统安全性,并进一步降低系统的误码率,本文采用混沌序列对用户的信息扩频,建立一种基于混沌脉冲位置调制(Chaos-Pulse Position Modulation,CPPM)的LED光通信系统,达到对传输信息的保密作用。

3 结束语
      本文在AWGN信道下分析不同信噪比的PPM和CPPM-N调制光通信系统误码率,结果表明N大于32时CPPM-N调制系统优于PPM系统,可降低系统误码率;当信噪比一定的情况下,随着混沌序列扩频码长度N的增大,CPPM系统误码率变低;当混沌序列长度一定情况下,信噪比越大,CPPM系统误码率越低。CPPM-N系统中将Logistic映射的初始值作为密钥,可提高可见光通信系统安全性。混沌扩频技术引入到LED光通信系统也带了一些问题,如对信号发送和接收速率要求高,对硬件性能要求也高,增加电路的复杂性和硬件成本。本文在AWGN下分析CPPM系统的误码率,为该系统的实际应用提供一定的参考价值。