ean distance),该欧式距离的表达式如公式(6)所示，因此下述进行最优 化的信号星座的分布即最大程度的增加接收星座点之间的欧式距离，则需要对星座点之间 的欧式距离执行相应的优化操作；
[0090] Dki=IlHsk-HsiIh (6)
[0091] 其中，l<k<l<M;
[0092] 步骤S102,基于所述通信模型发送训练序列估计所述可见光通信系统的信道矩阵 H;
[0093] 步骤S103,对所述信道矩阵H进行奇异值分解H=U AyT,获取信道的特征参数矩阵 八和V;
[0094] 在步骤S103中，对信道矩阵H进行奇异值分解后得到信道的特征参数矩阵A和V， 其中，A = CliagUi，入2}，入1>入2>0且入1辛0,也是所述信道矩阵H的奇异值； 「COS 庐一sin取 1 「。巧- V= . ^ 0,-; Sin^ (6(始終」 L 2 -
[0095] 上述信道特征参数矩阵A和V中的、八2和为信道特征参数。
[0096] 上述特征参数矩阵V和V是信道对发送信号的影响，特征参数矩阵V影响信号星座 进行角度上的旋转，特征参数矩阵V影响信号星座进行尺度上的放缩；
[0097] 由所述特征参数矩阵V的角度旋转效果可知，旋转后的信号星座空间矩阵如公式 (7)所示：
(7 )
[0099] 通过G = VTs运一方式，将原先的信号星座点可行域从第一象限旋转到第一、二象 限之间，获得角度旋转后的信号星座空间矩阵，能够有效回避了非负约束的影响，降低了分 析的难度；
[0100] 步骤S104,基于所述角度旋转后的信号星座空间矩阵结合所述特征参数矩阵八， 获取接收端任意两个星座点之间的待优化欧式距离；
[0101] 在步骤S104中，该待优化欧式距离的表达式如公式(8)所示：
[0102] 成=U (各化-织/ ))- + 化(各 2X--各 2/ ))- (8)
[0103] 其中，l<k<l<M;
[0104] 步骤S105,在所述信道特征参数Ai、A2和皆的不同取值范围下，结合非负性约束条 件对所述待优化欧式距离进行处理，获得不同情况下对应的信号星座优化分布。
[0105] 在步骤S105中，针对公式(8)示出的待优化欧式距离的表达式，利用已知的信道特 征参数、八2和疗，在不同的取值范围下，结合非负性约束条件对其进行处理，获得不同情况 下对应的信号星座优化分布，即通过执行步骤S105可W根据系统状态或信道参数自动对信 号星座的最优分布，即在已知系统状态的情况下选择最优的信号星座，使其适应信道，或者 在光通信系统的接收端移动的情况下，实时调整最优的信号星座使其适应信道。
[0106] 本申请通过上述实施例一公开的可见光通信信号星座设计方案中，基于朗伯福射 模型创建的可见光通信系统的通信模型及获取该通信模型下的信号空间矩阵，并确定信号 星座的光发送总功率;基于该通信模型发送训练序列估计信道矩阵，再通过对信道矩阵进 行奇异值分解得到信道的特征参数矩阵A和V，进一步获得信道特征参数、八2和疗，其中， 信道特征参数矩阵V的影响体现在将信号星座点进行角度旋转，基于角度旋转后的信号星 座空间矩阵结合特征参数矩阵A，获取接收端任意两个星座点之间的待优化欧式距离，在 信道特征参数、八2和巧的不同取值范围下，结合非负性约束条件对待优化欧式距离进行处 理，获取不同情况下所对应的信号星座优化分布，从而实现最优的光通信系统的通信性能。
[0107] 实施例二
[0108] 基于上述本申请实施例一公开可见光通信信号星座设计方法，如图1中示出的在 所述信道特征参数和梦的不同取值范围下，结合非负性约束条件对所述待优化欧式 距离进行处理，获得不同情况下对应的信号星座优化分布的步骤S105,基于信道特征参数 不同的取值范围，其所获取到的信号星座的优化分布有所不同，具体执行过程如下所示：
[0109] 当所述可见光通信系统的信道特征参数、含\2>0，
[0110] 如图3所示，为本申请实施例二公开的信号星座的优化分布的流程示意图，主要包 括如下步骤：
[0111] 步骤S201，对公式(8)示出的所述待优化欧式距离进行参数转换，得到星座点gik， 星座点g2k;
[om]在步骤S201中，得到的星座点的棚公式(9)所示：
(9)
[0114]其中，QklE [-3T，JT]，l<k<l<M;
[011引星座点g2k如公式（10)所示：
(10)
[0117] 其中，akie[-3T，JT]，l <k<l <M;
[0118] 步骤S202,将所述信号星座中的所有星座点用gi表示，得到公式（11)所示的星座 点表达方式；
(11)
[0120] 其中，k'=2，...，M;
[0121] 步骤S203,基于所述信号星座中的星座点，得到当前所述可见光通信系统的第一 非负性约束条件；
[0122] 在步骤S103中，得到的第一非负性约束条件如公式(12)所示： fVgi>0
[0123] { (12) Ivgi > -VF,, U幻
[0124] 其中，k'=2，...，M;
[0125] 步骤S204,基于所述信号星座中的星座点坐标，得到当前所述可见光通信系统的 光发送总功率约束条件，其中，12表示长度为2的全1列矢量；
[0126] 在步骤S204中，基于当前所述可见光通信系统的需求，如照明的亮度要求，节能要 求等，获取光发送总功率约束条件，利用步骤S202将所述信号星座中的所有星座点用gi的 表示方式，得到光发送总功率约束条件的表达式如公式(13)所示：
(13)
[0128] 需要说明的是，上述步骤S203和步骤S204并没有先后的执行顺序；
[0129] 步骤S205,在所述第一非负约束条件下，依据所述信号星座中的所有星座点，获取 接收端任意两个星座点之间的第一优化欧式距离；
[0130] 在步骤S205中，基于执行上述步骤S202将所述信号星座中的所有星座点用gi的表 示方式，可W将当前所述非负约束条件下的待优化欧式距离（公式8)用{Dki}及{aki}表示， 因此可W获得如公式(14)所示的第一优化欧式距离：
[01 引].二化1 + 0,1 - 2A'l。。cos(a"-.域。) （1.4')
[0132] 其中，2<k'<l<M;
[0133] 步骤S206,基于所述第一优化欧式距离，确定当前所述可见光通信系统中信道特 征参数、含^2>0，
时的信号星座优化分布。
[0134] 在步骤S206中，该信号星座可W记为Z={gi，D2i，…，0肌，日21，…，日肌}，则此时的非 负约束条件如公式（12)所示，原来公式(5)示出的光发送总功率约束条件则等价转换为公 式（13)，公式(6)示出的欧式距离则等价转换为公式（14)，通过上述等价转换后得到的第一 优化欧式距离能够根据系统状态或者在接收端移动时，自动选择或调整最优的信号星座， 获得最适合当前信道状态的信号星座分布，从而实现最优的通信误码性能，进一步实现最 优的通信性能。
[013引当所述可见光通信系统的信道特征参数、>\2 = 0， 时，
[0136] 如图4所示，为本申请实施例二公开的另一种信号星座的优化分布的流程示意图， 主要包括如下步骤：
[0137] 步骤S301，对公式(8)示出的所述待优化欧式距离进行简化，得到简化后的优化欧 式距离；
[0138] 在步骤S301中，简化后的优化欧式距离如公式(15)所示：
[0139] 鸿=批倍化-&/)): (B)
[0140] 步骤S302,使gn = mm {各"}，根据公式（15)示出的简化后的优化欧式距离，得 l<k<d\4 到所述信号星座中的星座点；
[0141] 在步骤S302中，所述信号星座中的星座点如公式(16)所示：
(16)
[0143] 其中，k'=2，...，M;
[0144] 步骤S303,基于所述信号星座中的星座点新1 = mm {&,,,}，公式（16)示出的星 座点和初始非负性约束条件，得到当前所述可见光通信系统的第二非负性约束条件；
[0145] 在步骤S303中，在执行上述步骤S302得到的星座点的基础上，同时考虑光通信系 统的初始非负性约束条件，得到如公式（17)示出的经角度旋转后生成的新非负性约束条 件，即当前所述可见光通信系统的第二非负性约束条件： 巧 14引 j 各化-0 ,足= 1，'.:.，M ;(17 ) I各2/f ^ -&1_ t細仿
[0147] 步骤S304,在所述第二非负性约束条件下，依据所述信号星座中的星座点 梦U = UiA U日公式（16)示出的星座点，获取接收端任意两个星座点之间的第二优化 欧式距离；
[0148] 在步骤S304中，任意两个星座点之间的第二优化欧式距离如公式（18)所示：
(18)
[0151] 步骤S305,基于公式（18)示出的所述第二优化欧式距离，确定当前所述可见光通 信系统中信道特征参数、>^2 = 0，
时的信号星座优化分布。
[0152] 在步骤S305中，原来公式(6)示出的欧式距离可W等价转换为公式（18)，通过上述 等价转换后得到的第二优化欧式距离能够根据系统状态或者在接收端移动时，自动选择或 调整最优的信号星座，获得最适合当前信道状态的信号星座分布，从而实现最优的通信误 码性能，进一步实现最优的通信性能。
[0153] 当所述可见光通信系统的信道特征参数、>A2 = 0 时：
[0154] 基于上述图4所示的一种信号星座的优化分