引用本文：
张雨茜，王旭东，吴楠. 用于可见光通信的CAP-ADPPM混合调制系统设计[J]. 光通信技术，2022，46（2）：8-12.
张雨茜，王旭东*，吴 楠
（大连海事大学 信息科学技术学院，辽宁 大连 116026）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：为提高可见光通信链路传输性能，提出一种无载波幅度相位（CAP）和幅度差分脉位调制（ADPPM）混合的调制系统。该系统通过将频谱高效的多维CAP调制与功率高效的ADPPM相结合，利用ADPPM的时隙脉冲搭载CAP信号进行信息传输；在高斯白噪声信道模型下，推导了CAP-ADPPM混合调制系统的误帧率解析表达式并进行了仿真验证；分析了混合调制系统的阶数、幅度取值等参数对系统误帧性能的影响。实验结果表明：当频谱效率相同时,CAP-ADPPM混合调制系统的可靠性优于传统单一调制系统，并且可以提供多种参数选择方案，为可见光通信提供了更为灵活的设计选择。
关键词：可见光通信；幅度差分脉位调制；无载波幅度相位调制；误帧率
中图分类号：TN929.12 文献标志码：S 文章编号：1002-5561（2022）02-0008-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2022.02.002
0 引言
随着互联网技术的快速发展，用户对于无线数据传输速率要求越来越高，给传统射频通信带来了巨大挑战[1]。可见光通信（VLC）作为一种新兴的光无线通信技术，在频谱资源、信息安全和能耗成本等方面具有突出的优势，可以作为室内高速数据传输的有效解决方案。
在诸多VLC调制技术中，无载波幅度相位（CAP）调制因具有实现复杂度低、频带利用率高等优点被广泛应用[2-5]；幅度差分脉位调制（ADPPM）在带宽效率、抗干扰及系统容量等方面具有良好的折中优势，且由于ADPPM的符号波形是以脉冲作为结束标志，因此无需符号同步环节，降低了系统复杂度[6]。相关研究表明：在光无线通信中引入混合调制技术可以充分兼顾脉冲调制和幅相调制的特点，为实现高效VLC技术提供了新的研究方向[7-11]。本文提出一种CAP和ADPPM混合调制（CAP-ADPPM）方案，将充分发挥2种调制技术各自的性能优势。
4 结束语
本文提出了一种二维CAP-ADPPM混合调制方案，该方案系统实现复杂度低，在频带利用率和功率利用率之间取得了较好的平衡。通过对比实验可知，在混合方案选取合理的调制参数下，CAP-ADPPM混合系统的误帧性能和频谱效率都优于传统ADPPM系统；并且，混合系统的误帧性能与CAP及ADPPM进制数有关，误帧率随着 CAP进制数的减小或ADPPM进制数的增大而减小。混合系统中ADPPM脉冲幅度的不同选择也会对系统性能造成影响。此外，在高斯信道下，推导了二维CAP-ADPPM混合系统误时隙率和误帧率的理论解析式，仿真验证了理论解的准确性。在VLC设计时，可充分利用CAP-ADPPM方案参数可选择性多的特点，以满足不同通信场景的需求。