0 引言

　　近年来，基于发光二极管（LED）的可见光通信（VLC）技术获得了越来越多的关注。为了满足不同场景的照明需求，VLC系统必须提供闪烁抑制和调光控制这2种基础功能[1]。开关键控（OOK）调制作为最简单的一种幅度调制方式，被VLC标准[2]定义为单一光源场景下的2种调制方式之一。在基于OOK调制的VLC系统中，由于码字中的“0”、“1”比特分别对应了光源的开、关状态，LED灯的亮度会受码字中“0”、“1”比例的影响。VLC标准指出，可以利用游程限制（RLL）码（曼彻斯特码）和补偿符号（全“1”比特或全“0”、比特）来实现闪烁抑制和调光控制功能。虽然该方式具有可以实现任意的调光率并确保不会产生闪烁抑制的巨大优势，但由于加入了码率小于1的RLL编码和冗余的补偿符号，整个VLC系统的传输效率严重降低。

　　近年来，人们在VLC标准的基础上提出了多种用于可调光VLC系统的前向纠错编码（FEC）方案[3-9]，在纠错性能方面有了一定的改善，但依然需要引入RLL码和补偿符号，使得传输效率没有明显的提升。FANG J等人[9]针对可调光VLC系统提出了一种基于极化码的非RLL编码方案。极化码可以保证码字中连“0”或连“1”的长度远小于人眼能够辨别的阈值，因此无需RLL码也可以实现闪烁抑制功能。然而，补偿符号仍然存在于系统中以实现调光控制，使得该方案传输效率相对较低。例如：当调光率为12.5%或87.5%时，补偿符号占码字总长的75%[6-9]，占用了码字中许多的信息比特位，从而导致传输效率降低、纠错性能下降。

　　整形极化码是一种新的基于极化码的编码方案，可以通过预编码器使极化码字中的“1”和“0”达到目标概率分布[10]。所以，它无需添加额外的补偿符号即可实现调光控制功能。2021年，杨帆等人[11]首次在VLC系统中引入基于整形极化码的调光控制方案，通过在预编码中加入整形比特实现调光控制功能，从而提升传输效率，并且具备较好的纠错性能。由于仅凭借仿真的方式无法保证该方案在实际系统中的有效性和正确性，本文在前期的研究基础上，第一次在VLC实验环境下对所提方案进行验证。

4  结束语

　　大部分调光方案使用补偿符号实现VLC系统调光控制的功能，导致传输效率会因为冗余的补偿符号而大大降低。为此，本文研究了利用整形极化码实现调光控制的VLC编码方案，并进行实验验证。因为无需补偿符号，仅通过基于整形比特的预编码器得到目标调光率，实现更高的VLC系统传输效率。实验结果表明：相比基于补偿符号的极化码方案，整形极化码方案的编码增益至少可以达到1.9 dB（d=25%）和3.3 dB（d=12.5%）。并且，整形极化码方案在更高传输效率的情况下依然能够保持较好的BER性能，在VLC系统中具备较好的应用前景。