面向6G的欠采样相移键控可见光调制方案

【摘  要】可见光通信作为6G候选技术，可复用现有发光二极管、手机摄像头等实现绿色、安全通信。针对现有基于手机摄像头的可见光通信系统还存在相机帧率不稳定等因素限制通信性能的问题，提出了一种FEC-UPSOOK调制方案。首先设计了FEC-UPSOOK的系统帧结构，可消除收发端之间的相位误差；然后设计自适应阈值计算策略，以避免收发端之间距离和角度的差异对采样亮度值造成的影响；最后通过针对帧率抖动的前向纠错机制完成纠错，从而实现可靠的数据传输。为了验证该技术的有效性和可靠性，进一步构建了原型系统进行实测验证，结果表明FEC-UPSOOK调制方案可以有效提高系统的误码性能。

【关键词】可见光通信；手机摄像头；欠采样相移键控；误比特率

0   引言

为解决未来高度智能、高度数字化和高度信息化社会对无线传输的需求，6G无线网络在无线连接的维度、广度都将有巨大的提升，支持诸如超大带宽视频传输、超低延时工业物联网、空天地一体互联等诸多场景[1]。为支持上述愿景和应用，6G通信系统的性能要求必须实现如1 Tbps超大峰值速率和1 Gbps超大用户体验速率、超低延时0.1 ms和高移速通信、超高频谱利用率等[2]。为了支持极高的峰值速率，支持的最大接入带宽必须大幅增加。毫米波频段可支持10 GHz的带宽[3]，而太赫兹和可见光频段可高达100 GHz[4]，激光、可见光通信和太赫兹波段通信是6G研究的主题之一。基于此，本文主要研究可见光通信在移动终端上的实现，提出了一种基于FEC-UPSOOK（Forward Error Correction-Undersampled Phase Shift On-Off Keying，前向纠错的欠采样相移键控）调制技术，降低了手机摄像头帧率不稳定给通