CN107508779B - 下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法及接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法及接收方法，包括：对每个用户的待发送信息比特进行独立的信道编码和比特交织，得到待复用的交织比特；根据比特分割复用图样，将待复用的交织比特进行复用，并映射为一个或多个星座映射符号；对待发送的星座映射符号进行单载波块传输调制，得到信号帧；对信号帧进行后处理；结合星座映射和峰值功率参数，对后处理后的信号进行功率调整、添加直流偏置、并进行限幅操作，得到非负的峰值受限的电激励信号；根据电激励信号控制光调制模块的可见光强度，得到强度调制的可见光信号。本发明保证多用户单载波频域均衡信号叠加的低峰均比特性，显著降低支持下行多用户传输的光信号的平均功率。

Description

下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法及接收方法

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，特别涉及一种下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法及接收方法。

背景技术

可见光通信(VLC，Visible Light Communication)利用可见光源的载波信号来携带信息，是一种在LED照明的基础上实现无线通信的技术手段。一般采用发端强度调制(IM，Intensity Modulation)结合收端直接检测(DD，Direct Detection)方式。在发送端，离散基带调制信号经过数模转换和滤波等处理后加载到LED驱动电路，控制LED的光功率。在接收端，光探测器件接收到光信号后，将光信号强度(可等效为光调制信号的包络)转换成电信号，经滤波和模数转换等处理后，得到离散接收信号，用于离散域的同步、信道估计、均衡、和解调解码。由于可见光源的载波频率很高，因此LED通常具有高速调制的特性，可见光通信在实现照明的同时可以实现宽带高速通信，同时也可以作为智能家庭的一种传输手段，是一种绿色环保的无线通信技术，拥有多种应用场景，例如：可见光信号无电磁辐射、不易外泄，因此可见光通信安全性高；可见光通信具有频带宽、绿色节能、无电磁辐射、可与照明有机结合、和不占用无线频谱资源等优势，应用前景广阔。

LED发光器件需要电激励信号进行驱动，因此能够很自然地与电力线通信(PLC，Power Line Communication)结合。例如，在发射端将待传输的信息比特通过电力线调制技术处理得到调制信号，然后通过耦合器耦合到电力线上传输。中继模块接收电力线信号，通过耦合器将调制信号取出，通过解调或简单的频谱搬移，获得需要的电激励信号，作为LED输入进行可见光传输。可见光通信结合电力线载波通信，可以解决LED可见光用于室内通信时重新布线的繁琐和困难，大幅降低成本。可见光与电力线联合通信系统的电激励信号通常为载波调制信号或离散多音(Discrete Multi-Tone，DMT)调制信号。

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术，可以看成一种离散多音调制技术，具有频谱效率高、抗多径干扰能力强、和系统实现复杂度低的优势，同时可以根据信道特性进行功率分配(如注水算法)，在可见光通信中得到广泛应用。同时，OFDM技术也是一种基于数据块传输的技术(简称块传输技术)，一种OFDM技术的替代方案是单载波(SC，Single Carrier)块传输技术。单载波块传输技术的接收端通常采用单抽头频域均衡技术(One-tap Frequency Domain Equalization)和判决反馈频域均衡技术(Decision-Feedback Frequency Domain Equalization)。因此，单载波块传输技术有时也称单载波频域均衡(SC-FDE)技术。例如，中国地面广播数字电视传输标准DTMB(DigitalTelevision Terrestrial Multimedia Broadcasting，数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制)采用TDS-OFDM和TDS-SC-FDE兼容的块传输技术。SC-FDE技术同样可以有效对抗频域选择性衰落，系统实现复杂度更低，同时具有发送信号峰均比低的显著优点。与OFDM技术相比，SC-FDE技术缺点是：深度衰落信道下，为了保证传输可靠性，接收端需要复杂的频域均衡技术。

由于可见光信号的载波由发光器件产生，同时由于可见光载波频率太高，因此，目前可见光通信系统无法直接采用频带利用率逼近带宽有限和功率有限信号的信道容量理论界的正交载波调制技术或单边带调制技术。实际可见光通信系统通常采用强度调制/直接检测(intensity modulated/direct detection,IM/DD)，类似于电信号的包络调制技术(如幅度调制音频广播，AM)和包络检波技术。

因为光强不能出现负值，所以传统SC-FDE或OFDM这种双极性信号，无法直接应用于强度调制的可见光通信系统。一种方法是，在电光信号转换的时候为双极性信号加上直流偏置，使得双极性信号变为单极性信号，从而可以在光上传输，这种方法叫做直流偏置的可见光传输系统。其中直流偏置的正交频分复用光传输系统(DC biased OpticalOrthogonal Frequency Division Multiplexing)简称为DCO-OFDM；相应地，直流偏置的单载波频域均衡可见光传输系统(DC biased Optical Single-Carrier Frequency DomainEqualization)简称为DCO-SC-FDE。采用DCO-SC-FDE，得益于SC-FDE信号的低峰均比，输出可见光信号的功率效率较高。采用DCO-OFDM技术，由于OFDM信号的高峰均比，会增大输出可见光信号的平均功率，降低系统的功率效率。另一种方法是，非对称限幅光正交频分复用系统(Asymmetrically Clipped Optical OFDM)，简称ACO-OFDM。ACO-OFDM通过设计一种数据结构，使得传输时域信号具有一定关联性，然后直接在时域将原OFDM信号中小于0的部分截去，只保留非负值，以此适应可见光通信的非负强度调制需要。

可见光通信网络中，通常由很多LED光源协助完成网络覆盖。考虑到LED光源照明范围内，多个LED光源可能互相干扰，典型可见光通信网络由多个LED光源构成单频网，同时服务多个用户。例如，对PLC-VLC联合通信网络，由PLC传输网络为多个LED光源提供相同的电激励信号源。可见光通信网络服务范围内的用户，通常信道条件和接收条件差异很大，为了提高传输效率，可见光通信网络需要多用户传输技术，同时支持不同用户的下行多址接入。可见光通信网络中多用户传输技术通常属于蜕化广播信道(Degraded BroadcastChannel)的下行多址接入技术。

传统的多用户传输技术对物理层信道的带宽资源(如时域、频域、空域和码域资源)进行正交分割，得到多个物理层子信道，每个物理层子信道提供一个业务管道，可支持独立的编码调制和功率分配，因此传统的多用户传输技术又称为正交分割的多业务传输技术(Multi-Service Transmission)、正交分割的物理层管道技术(Physical Layer Pipe)、正交复用技术、或正交下行多址接入技术。另一类多用户传输技术对物理层信道的功率资源进行分割，得到多个共享带宽资源的非正交物理层子信道，即多个物理层子信道叠加传输(Superposition Transmission)，又称非正交复用技术、或非正交下行多址接入技术。根据网络信息论有关蜕化广播信道的知识，叠加传输可以挖掘不同用户信道差异带来的多用户叠加增益。根据叠加方式的不同，即用户待发送信息比特到发送信号的映射关系，分为用户信号直接线性叠加的叠加编码和用户信号非线性叠加的叠加编码两种方式。

直接线性叠加的多业务传输方法简单有效，但是对DCO-SC-FDE技术提出挑战，因为，两个或多个DCO-SC-FDE信号叠加后峰均比特性会急剧恶化。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法。该方法利用比特分割复用技术的非线性叠加特性保证多用户单载波频域均衡信号叠加的低峰均比特性，并且显著降低支持下行多用户传输的光信号的平均功率，有效克服DCO-OFDM系统和直接线性叠加多用户传输系统中的限幅噪声问题，使得系统的功率效率更加接近理论极限。

本发明的另一个目的在于提出一种下行多用户可见光通信系统接收方法。

为了实现上述目的，本发明的一方面公开了一种下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法，包括：对每个用户的待发送信息比特进行独立的信道编码和比特交织，得到待复用的交织比特；根据比特分割复用图样，将所述待复用的交织比特进行复用，并映射为一个或多个星座映射符号；对待发送的星座映射符号进行单载波块传输调制，其中，所述单载波块传输调制包括将Nd个待发送星座符号组成的帧体，Ng个循环前缀、零符号、或训练符号组成的帧头，组成信号帧；对所述信号帧进行后处理；结合星座映射和峰值功率参数，对后处理后的信号进行功率调整、添加直流偏置、并进行限幅操作，得到非负的峰值受限的电激励信号；根据电激励信号控制光调制模块的可见光强度，得到强度调制的可见光信号。

根据本发明的下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法，利用比特分割复用技术的非线性叠加特性保证多用户单载波频域均衡信号叠加的低峰均比特性，并且显著降低支持下行多用户传输的光信号的平均功率，有效克服传统DCO-OFDM系统和直接线性叠加多用户传输系统中的限幅噪声问题，使得系统的功率效率更加接近理论极限。

另外，根据本发明上述实施例的下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，包括：所述待发送的星座映射符号为规则QAM星座映射复数符号，或非均匀的QAM星座映射复数符号；或者，所述待发送的星座映射符号为Gray-APSK星座映射复数符号，或非均匀的Gray-APSK星座映射复数符号；或者，所述待发送的星座映射符号为规则PAM星座映射实数符号或非均匀的PAM星座映射实数符号。

进一步地，所述待发送的星座映射符号为零均值信号。

进一步地，所述对信号帧进行后处理，具体包括：添加训练序列、成型滤波、正交调制、数模变换、和低通滤波。

进一步地，包括：如果所述信号帧为复数符号时，对成型滤波的输出信号进行正交调制，得到载波正交调制的实信号；或，如果所述信号帧为实数符号时，成型滤波的输出信号即为基带调制的实信号。

进一步地，还包括：结合星座映射和峰值功率参数，对后处理后的信号进行非光媒介的传输、频谱搬移、信号变换、或信号叠加。

进一步地，所述训练序列为固定训练序列，其中，当前信号帧的帧体和下一信号帧的帧头组成发送虚拟帧。

本发明的另一方面公开了一种下行多用户可见光通信系统接收方法，包括如下步骤：对可见光接收信号进行强度检测和模数变换，得到载波正交调制或基带调制的实接收信号；对所述实接收信号进行频谱搬移和匹配滤波操作，得到接收符号序列；结合所述接收符号序列携带的训练序列，进行接收机同步和信道估计，得到信道状态信息；利用信号帧同步的帧头位置信息，得到由当前接收信号帧的帧体和下一接收信号帧的帧头组成的接收虚拟帧，其中，所述接收信号帧的帧头对应发送端的固定训练序列，所述接收虚拟帧是发端的虚拟帧和信道冲击响应的循环卷积；结合所述信道状态信息，对所述接收虚拟帧进行单载波频域均衡，得到待解调解码的星座符号序列；结合编码调制参数和比特分割复用图样，对所述待解调解码的星座符号序列依次或联合进行解调解码，得到多个用户发送信息比特的估计值。

根据本发明的下行多用户可见光通信系统接收方法，解调解码接收信号，其接收信号利用比特分割复用技术的非线性叠加特性保证多用户单载波频域均衡信号叠加的低峰均比特性，并且显著降低支持下行多用户传输的光信号的平均功率，有效克服DCO-OFDM系统和直接线性叠加多用户传输系统中的限幅噪声问题，使得系统的功率效率更加接近理论极限。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法的流程图；

图2是比特分割复用图样示意图；

图3是虚拟帧示意图；

图4是离散域基带调制信号流程图；

图5是一个DCO-SC-FDE载波调制信号及其幅度分布图；

图6是另一个DCO-SC-FDE载波调制信号及其幅度分布图；

图7是一个DCO-OFDM载波调制信号及其幅度分布图；

图8是另一个DCO-OFDM载波调制信号及其幅度分布图；

图9是根据本发明一个实施例的下行多用户可见光通信系统接收方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图描述根据本发明实施例的下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法及接收方法。

图1是根据本发明一个实施例的下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法的流程图。

如图1所示，根据本发明一个实施例的下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法，包括：

S110：对每个用户的待发送信息比特进行独立的信道编码和比特交织，得到待复用的交织比特。

S120：根据比特分割复用图样，将待复用的交织比特进行复用，并映射为一个或多个星座映射符号。

结合图2所示，具体来说，比特分割复用图样规范多个用户的交织比特与一个或多个星座映射符号携带比特之间的一一映射关系。6个256阶的星座映射符号，每个符号携带8个比特，6个符号的共48个比特分别用于携带用户1的12个比特、用户2的10个比特、用户3的16比特、和用户4的10个比特。

在一些实施例中，待发送的星座映射符号，即，通过映射得到的星座映射符号，为规则QAM星座映射复数符号，或非均匀的QAM星座映射复数符号；或者，待发送的星座映射符号为Gray-APSK星座映射复数符号，或非均匀的Gray-APSK星座映射复数符号；或者，待发送的星座映射符号为规则PAM星座映射实数符号或非均匀的PAM星座映射实数符号。

进一步地，待发送的星座映射符号为零均值信号。具体来说，待发送星座符号自身可以是非零均值信号(即可以等价为自身的直流偏置)，但是会给后续的成型滤波和正交调制等带来不便，因此可以假定待发送星座映射符号均为零均值信号。

另外，对光功率受限的系统，最大光强度受限，基带传输模型等效为峰值功率受限的信道，此时输入符号符合均匀分布可以逼近信道容量，因此高阶PAM和QAM星座映射逼近最优星座映射。由于可见光通信同时兼顾照明，因此，光功率不会因电激励信号功率的减小而显著减小。受到可见光通信的激励信号源的平均功率限制，输入电激励信号功率在某些条件下受限，相应地，基带传输模型等效为平均功率受限的信道，此时输入符号符合高斯分布可以逼近信道容量，因此非均匀的PAM/QAM/Gray-APSK星座映射逼近最优星座映射。综上，通过选择合适的星座映射，本发明方法可以兼顾最大光强度受限或输入电激励信号功率受限的可见光通信传输。

S130：对待发送的星座映射符号进行单载波块传输调制，其中，单载波块传输调制包括将Nd个待发送星座符号组成的帧体，Ng个循环前缀、零符号、或训练符号组成的帧头，组成信号帧。

S140：对信号帧进行后处理。

其中，对信号帧进行后处理，具体包括：添加训练序列、成型滤波、正交调制、数模变换、和低通滤波。

进一步地，如果信号帧为复数符号时，对成型滤波的输出信号进行正交调制，得到载波正交调制的实信号。或，如果信号帧为实数符号时，成型滤波的输出信号即为基带调制的实信号。

在一些实施例中，训练序列为固定训练序列，其中，当前信号帧的帧体和下一信号帧的帧头(即固定训练序列)组成发送虚拟帧，虚拟帧受到当前信号帧的固定训练序列的帧头作为循环前缀的保护。

结合图3所示，具体来说，考虑到实际SC-FDE中，循环前缀和零符号填充保护间隔均会降低块传输系统的传输效率，而实际传输系统均需要训练序列辅助接收端同步和信道估计，因此，采用固定训练序列填充保护间隔，即：当前信号帧的待传输符号构成的帧体和下一信号帧的固定训练序列帧头构成“虚拟帧”，并且此虚拟帧受到当前帧的固定训练序列帧头作为循环前缀的保护，有效解决了时延扩展信道下，固定训练序列帧头和待传输符号组成的帧体之间的干扰。

S150：结合星座映射和峰值功率参数，对后处理后的信号进行功率调整、添加直流偏置、并进行限幅操作，得到非负的峰值受限的电激励信号。

在一些实施例中，结合星座映射和峰值功率参数，对后处理后的信号进行非光媒介的传输、频谱搬移、信号变换、或信号叠加。

具体来说，在实际系统中，载波正交调制或基带调制的实信号和电激励信号之间，除功率调制、直流偏置、和限幅操作外，可能经过更为复杂的处理，例如，经过非光媒介的传输、频谱搬移、信号变换、或信号叠加等其它中间处理。

S160：根据电激励信号控制光调制模块的可见光强度，得到强度调制的可见光信号。

特别地，在信道模型中，强度调制的可见光信号可等效为包络调制的信号。同时，考虑到可见光信号峰值功率受限的场景，在基带等效模型中，本发明将强度调制的可见光通信的发送信号等效为非负、峰值功率受限的信号。在离散基带等效模型下，根据信息论相关知识，峰值受限的AWGN信道下，发送信号和接收信号之间的互信息在发送信号符合均匀分布的前提下达到最大值，即信道容量。

根据本发明的下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法，利用比特分割复用技术的非线性叠加特性保证多用户单载波频域均衡信号叠加的低峰均比特性，并且显著降低支持下行多用户传输的光信号的平均功率，有效克服传统DCO-OFDM系统和直接线性叠加多用户传输系统中的限幅噪声问题，使得系统的功率效率更加接近理论极限。

图9是根据本发明一个实施例的下行多用户可见光通信系统接收方法的流程图。

如图9所示，本发明一个实施例的下行多用户可见光通信系统接收方法，是与上述任一项实施例所述的发端信号产生方法对应的参考接收方法，在可见光通信的接收端处进行，包括如下步骤：

S210：对可见光接收信号进行强度检测和模数变换，得到载波正交调制或基带调制的实接收信号。具体来说，得到叠加噪声和干扰的载波正交调制或基带调制的实接收信号。

S220：对实接收信号进行频谱搬移和匹配滤波操作，得到接收符号序列。具体来说，得到叠加噪声和干扰的载波正交调制或基带调制的实接收信号

S230：结合接收符号序列携带的训练序列，进行接收机同步和信道估计，得到信道状态信息。具体来说，得到包含直流偏置、定时同步、载波同步、信号帧同步、信道冲击响应等的信道状态信息。

S240：利用信号帧同步的帧头位置信息，得到由当前接收信号帧的帧体和下一接收信号帧的帧头组成的接收虚拟帧，其中，所述接收信号帧的帧头对应发送端的固定训练序列，接收虚拟帧是发端的虚拟帧和信道冲击响应的循环卷积。

S250：结合信道状态信息，对接收虚拟帧进行单载波频域均衡，得到待解调解码的星座符号序列。

S260：结合编码调制参数和比特分割复用图样，对待解调解码的星座符号序列依次或联合进行解调解码，得到多个用户发送信息比特的估计值。

根据本发明的下行多用户可见光通信系统接收方法，解码接收信号，其接收信号利用比特分割复用技术的非线性叠加特性保证多用户单载波频域均衡信号叠加的低峰均比特性，并且显著降低支持下行多用户传输的光信号的平均功率，有效克服DCO-OFDM系统和直接线性叠加多用户传输系统中的限幅噪声问题，使得系统的功率效率更加接近理论极限。

作为一个示例：

依据本发明提出的DCO-SC-FDE技术和已有DCO-OFDM技术的仿真参数如下：规则16QAM和256QAM星座映射，帧体长度Nd＝1024，帧头长度Ng＝64，帧头填充为帧体的循环前缀，离散域基带采用4倍上采样，以近似模拟域的实数基带信号(即强度调制可见光通信的电激励信号)，成型滤波器采用滚降系数为alpha＝0.05，窗口函数为矩形窗的512阶平方根升余弦滚降滤波器，离散域正交调制的载波频率为pi/2，即实数基带信号的载波频率为2倍奈奎斯特采样频率。

结合图4所示，信息比特经编码调制得到星座符号序列x[n]，x[n]经4倍上采样和成型滤波得到频带受限的离散域基带信号y[n]，其有效频率范围为[-(1+alpha)*pi/4,(1+alpha)*pi/4]。复信号y[n]经正交调制得到载波正交调制信号z[n]，其有效频率范围为pi/2+[-(1+alpha)*pi/4,(1+alpha)*pi/4]。z[n]经D/A变换和滤波等处理后得到模拟域的载波正交调制信号z(t)，其有效频率范围为fs+[-(1+alpha)*fs/2,(1+alpha)*fs/2]，其中fs是满足采样点无失真的奈奎斯特采样频率。考虑到4倍上采样，可以近似认为z(t)和z[n]的峰均比特性相同，因此，可以根据z[n]的峰均比特性进行直流偏置和限幅操作。

图5为采用4倍上采样，16QAM星座映射，DCO-SC-FDE载波调制信号及其幅度分布(DC＝1.5)，图6为4倍上采样，256QAM星座映射，DCO-SC-FDE载波调制信号及其幅度分布(DC＝1.5)，结合图5和6所示，DCO-SC-FDE技术产生的电激励信号更接近均匀分布，峰均比显著改善。

图7为采用4倍上采样，16QAM星座映射，DCO-OFDM载波调制信号及其幅度分布(DC＝1.5)，图8为4倍上采样，256QAM星座映射，DCO-OFDM载波调制信号及其幅度分布(DC＝1.5)，结合图7和8所示，DCO-OFDM技术产生的电激励信号更接近正态分布，峰均比显著恶化。

对复数符号能量归一化的16QAM星座映射，DCO-SC-FDE和DCO-OFDM的载波调制信号均被限幅在[0,3.0]范围内，有用信号功率和限幅噪声的功率之比分别为37.1dB和22.7dB。

对复数符号能量归一化的256QAM星座映射，DCO-SC-FDE和DCO-OFDM的载波调制信号被限幅在[0,3.0]范围内，有用信号功率和限幅噪声的功率之比分别为35.4dB和22.1dB。

可见，DCO-SC-FDE峰均比优势明显。由于采用比特分割复用技术，多用户传输下的DCO-SC-FDE信号依然保持明显的峰均比优势。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法，其特征在于，包括：

对每个用户的待发送信息比特进行独立的信道编码和比特交织，得到待复用的交织比特；

根据比特分割复用图样，将所述待复用的交织比特进行复用，并映射为一个或多个星座映射符号；

其中，所述待发送的星座映射符号为规则QAM星座映射复数符号，或非均匀的QAM星座映射复数符号；

或者，所述待发送的星座映射符号为Gray-APSK星座映射复数符号，或非均匀的Gray-APSK星座映射复数符号；

或者，所述待发送的星座映射符号为规则PAM星座映射实数符号或非均匀的PAM星座映射实数符号；

对待发送的星座映射符号进行单载波块传输调制，其中，所述单载波块传输调制包括将Nd个待发送星座符号组成的帧体，Ng个循环前缀、零符号、或训练符号组成的帧头，组成信号帧；

对所述信号帧进行后处理；所述对信号帧进行后处理，具体包括：添加训练序列、成型滤波、正交调制、数模变换、和低通滤波；所述训练序列为固定训练序列，其中，当前信号帧的帧体和下一信号帧的帧头组成发送虚拟帧；

结合星座映射和峰值功率参数，对后处理后的信号进行功率调整、添加直流偏置、并进行限幅操作，得到非负的峰值受限的电激励信号；

根据电激励信号控制光调制模块的可见光强度，得到强度调制的可见光信号。

2.根据权利要求1所述的下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法，其特征在于，所述待发送的星座映射符号为零均值信号。

3.根据权利要求1所述的下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法，其特征在于，包括：

如果所述信号帧为复数符号时，对成型滤波的输出信号进行正交调制，得到载波正交调制的实信号；

或，如果所述信号帧为实数符号时，成型滤波的输出信号即为基带调制的实信号。

4.根据权利要求1所述的下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法，其特征在于，还包括：

结合星座映射和峰值功率参数，对后处理后的信号进行非光媒介的传输、频谱搬移、信号变换、或信号叠加。

5.一种如上述权利要求1-4所述的下行多用户可见光通信系统发端信号产生方法对应的接收方法，其特征在于，包括如下步骤：

对可见光接收信号进行强度检测和模数变换，得到载波正交调制或基带调制的实接收信号；

对所述实接收信号进行频谱搬移和匹配滤波操作，得到接收符号序列；

结合所述接收符号序列携带的训练序列，进行接收机同步和信道估计，得到信道状态信息；

利用信号帧同步的帧头位置信息，得到由当前接收信号帧的帧体和下一接收信号帧的帧头组成的接收虚拟帧，其中，所述接收信号帧的帧头对应发送端的固定训练序列，所述接收虚拟帧是发端的虚拟帧和信道冲击响应的循环卷积；

结合所述信道状态信息，对所述接收虚拟帧进行单载波频域均衡，得到待解调解码的星座符号序列；

结合编码调制参数和比特分割复用图样，对所述待解调解码的星座符号序列依次或联合进行解调解码，得到多个用户发送信息比特的估计值。

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