一种可见光通信方法、发送端设备、接收端设备及系统的制作方法_2

文档序号:9869790阅读:来源:国知局
一示意图;
[0045] 图6为本发明实施例提供的发送端设备的结构示意图;
[0046] 图7为本发明实施例提供的接收端设备侧的可见光通信过程的示意图;
[0047] 图8为本发明实施例提供的可见光通信方法的再一流程图;
[0048] 图9为本发明实施例提供的接收端设备的结构示意图;
[0049] 图10为本发明实施例提供的可见光通信系统的可见光通信过程的示意图。
【具体实施方式】
[0050] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0051] 下面W发送端设备的角度,对本发明实施例提供的可见光通信方法进行介绍。
[0052] 图1为本发明实施例提供的发送端设备侧的可见光通信过程的示意图,图2为本发 明实施例提供的发送端设备侧的可见光通信方法的流程图,结合图1和图2所示,本发明实 施例提供的可见光通信方法可W包括:
[0053] 步骤S100、将输入数据进行串并转换处理,得到q组信号,一组信号对应接收端设 备的Lm)灯具中的一组L邸灯忍,各组信号中最大的信号路数为k,所述L邸灯具中的L邸灯忍 划分为q组;
[0054] 可选的,本发明实施例中LED灯具可W是基于可见光通信的商用LED灯,如图3所 示,Lm)灯具中具有多个Lm)灯忍;本发明实施例将Lm)灯具中的Lm)灯忍划分为q组,q也对应 输入数据串并转换处理后所得到的信号组数,q的具体数值可视实际情况确定,本发明实施 例并不作限制;
[0055] 基于对Lm)灯具中的Lm)灯忍的分组,本发明实施例可将Lm)灯具需传输的输入数 据进行分组,具体可通过串并转换处理,得到q组信号,一组信号对应接收端设备的L邸灯具 中的一组L邸灯忍,一组信号中的一路信号可通过对应L邸灯忍组中的一个L邸灯忍传输;
[0056] 可选的,q组信号中各组信号的信号路数可W为ki,k2,-'kq;ki可W认为是第i组信 号的信号路数,本发明实施例中各组信号的信号路数的具体值并不作限制;在本发明实施 例中可设定各组信号中最大的信号路数为k,k等于max化i,k2,…kq);
[0057] 可选的,串并转换处理的过程中可加入OOK(开关键控)调制处理,将输入数据转换 变成低速的数据流。
[0058] 本发明实施例提供的可见光通信的思路为:结合幅度差异和相对移相提出空间幅 相叠加调制技术,引入时间和幅度上的差别,通过将多路信号在光域中的线性叠加等效为 高阶调制信号,针对采用高阶调制方式受到的非线性影响来设计可见光通信;从而在相同 的带宽,每比特相同的能量和相同的误码率的情况下,传输更多的数据,提升调制深度,实 现并行传输。
[0059] 基于此,L抓灯忍组在传输对应的组信号时,需先设置组信号的幅度和相位,并进 行叠加处理,具体如下。
[0060] 步骤S110、为q组信号的各组信号分配光功率,W使q组信号之间的光功率比例达 到设定比例,其中同一组的不同路信号所分配的光功率相同;
[0061] 可选的,为获得最优的能量利用率,最优的功率分配为曰=(曰1,曰2,,曰。)了,且需满足 条件min E( I Ia I Ii);
[0062] ai是为第一组信号分配的光功率,日2是为第二组信号分配的光功率,aq是为第q组 信号分配的光功率;为各组信号分配的光功率构成向量(曰1,曰2,,曰。),且£作为(曰1,曰2,,曰。)的 平均值是取最小,即曰1,曰2,,aq的光功率平均值应最小。
[0063] 步骤S120、对于分配光功率的q组信号中的各组信号,对各路信号进行相对移相处 理;
[0064] 分配光功率后的各组信号中的各路信号,在送入对应Lm)灯忍组的Lm)灯忍传输 前,需进行相对移相处理。
[0065] 步骤S130、对于相对移相处理后的q组信号中的各组信号,将各路信号送入对应 L邸灯忍组中的L邸灯忍,W使L邸灯忍发出相应的光信号。
[0066] 现有可见光通信中的驱动方式大都采用光纤通信中的=端禪合方式,运种驱动方 式的技术成熟,支持OOK调制和OFDM(正交频分复用)等多种调制;但是由于LED的负载与前 端放大器的不匹配,导致其调制效率通常只有5%~15%,限制了可见光通信的传输速率和 距离;同时,L邸可见光通信中的信号均为正值,受L邸直流特性的限制,动态范围有限。
[0067] 基于此,本发明的发明人考虑:如果将幅值大的信号采用几个Lm)并行叠加的方式 构造,则可W扩大动态范围,进一步增加系统可用信号功率,减小了LED非线性对传输性能 的影响,同时由于OOK调制的驱动可W是开关方式,调制效率可做到65% W上,较高的调制 效率有利于提升能量效率,扩展传输距离;
[0068] 因此,本发明实施例在不提高每一路的传输速率的前提下,通过为串并转换后的 不同路的信号分配不同的功率和错开一定的时隙处理,然后送入LED灯具中传输,可使得 L邸灯具发送的光信号在光信道上利用光的自然叠加特性,形成高阶调制信号,实现一个多 输入单输出的可见光通信系统,达成高速可见光通信并行叠加数据的传输。
[0069] 本发明实施例提供的可见光通信方法,应用于接收端设备,接收端设备可将输入 数据进行串并转换处理,得到q组信号,一组信号对应接收端设备的L邸灯具中的一组Lm)灯 忍,各组信号中最大的信号路数为k,所述Lm)灯具中的Lm)灯忍划分为q组;然后为q组信号 的各组信号分配光功率,W使q组信号之间的光功率比例达到设定比例,且同一组的不同路 信号所分配的光功率相同;对于分配光功率的q组信号中的各组信号,可对各路信号进行相 对移相处理;对于相对移相处理后的q组信号中的各组信号,可将各路信号送入对应Lm)灯 忍组中的L邸灯忍,W使L邸灯忍发出相应的光信号。
[0070] 可W看出,本发明实施例将L邸灯具内的L邸灯忍分成q组,进而将输入数据进行串 并转换处理,得到q组信号,一组信号对应接收端设备的Lm)灯具中的一组Lm)灯忍,从而对 每一组的Lm)上传输的信号进行功率分配和相对移相处理,可使得L邸灯具发送的光信号在 光信道上利用光的自然叠加特性,形成高阶调制信号,实现一个多输入单输出的可见光通 信系统,达成高速可见光通信并行叠加数据的传输。本发明实施例提供的可见光通信方法, 可W较为简单且应用限制较小的方式实现数据的高速传输。
[0071] 可选的,本发明实施例在为q组信号的各组信号分配光功率时,可为第i组信号分 配光功率ai,W使q组信号的光功率平均值为最小,i为1至q的整数,即达成最优的功率分配 为a=(ai,a2,,aq)T,且满足条件妨扣怎|。」的分配策略。
[0072] 进一步,可为第i组信号分配光功率ai,且第i组信号所分配的光功率,与第i + 1组 信号所分配的光功率的比例为29-1
[0073] 如q为3,则i可为1至3的整数,为第i组信号分配光功率ai具体可W是,为第一组信 号分配光功率
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