可见光通信系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种可见光通信系统，该系统包括：M个发光灯芯、接收模块、第一处理模块、功率分配模块、驱动模块、光电转换模块、宽带采集模块以及第二处理模块。采用本发明实施例提供的可见光通信系统，接收端可以区分出叠加的光信号是由哪一发光灯芯发出的，从而可以解析出正确的数据信号。
【专利说明】可见光通信系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，更具体的说，是涉及可见光通信系统。
【背景技术】
[0002]近年来，可见光通信技术发展越来越迅速，可见光通信技术是指利用发光灯芯(例如荧光灯或发光二极管)作为光源，以光空间为通信信道，将基带信号调制在可见光上进行通信的无线光通信技术。
[0003]现有技术中的可见光通信系统包括发送端以及接收端，发送端包括:信号发送模块、驱动模块和发光灯芯，接收端包括:光电二极管ro和宽带采集模块，信号发送模块可以发送数据信号，并将处理后的数据信号由驱动模块驱动发光灯芯发出光信号。该光信号中携带有上述数据信号，光电二极管ro可以将接收到的上述发光灯芯发出的光转换为电信号，宽带采集模块用于采集电信号中携带的数据信号，这样就完成了可见光通信。
[0004]发明人在实现本发明创造的过程中发现，如果发送端包括多个发光灯芯灯，由于多个发光灯芯发出的光信号会叠加在一起，这样接收端无法区分各个光信号是由哪一发光灯芯发送出来的，从而无法解析出正确的数据信号。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种可见光通信系统，以克服现有技术中由于如果发送端包括多个发光灯芯灯，接收端无法区分各个光信号是由哪一发光灯芯发送出来的，从而无法解析出正确的数据信号的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种可见光通信系统,包括:
[0008]M个发光灯芯，M为大于等于2的正整数；
[0009]接收模块，用于接收待传输的数据信号，所述数据信号包括N个数据，所述N为大于等于I且小于等于M的正整数；
[0010]第一处理模块，用于根据第一预设规则对所述N个数据中第K数据进行处理，将处理后的所述第K数据进行二进制开关键控OOK调制，获得与所述第K数据对应的第K信号，所述 K=I, 2，...,N；
[0011 ] 功率分配模块，用于根据所述第K信号的通信信道的信道特性，为所述第K信号对应的第K层发光灯芯分配第K驱动功率；
[0012]驱动模块，用于根据所述第K驱动功率，驱动所述第K层发光灯芯发出携带有所述第K信号的光信号；
[0013]光电转换模块，用于将接收到的N个所述发光灯芯发出的光信号转换为电信号；
[0014]宽带采集模块，用于从所述电信号中获得所述N个所述发光灯芯发出的N个信号;
[0015]第二处理模块，用于依据所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。
[0016]其中，所述第一处理模块包括:
[0017]编码单元，用于为所述第K数据进行编码；
[0018]交织单元，用于对所述编码单元输出的编码后的所述第K数据进行交织调制；
[0019]OOK调制单元，用于对所述交织单元输出的交织后的所述第K数据进行二进制开关键控OOK调制，得到与所述第K数据对应的第K信号。
[0020]其中，所述M个发光灯芯均为具有相同规格参数的发光灯芯,所述第一处理模块还包括:
[0021]更换驱动功率单元，用于在预设时间到来时，将所述N个发光灯芯中第L层的发光灯芯的驱动功率设置为第F层的发光灯芯的驱动功率，其中L古F，L与F均为大于等于I且小于等于N。
[0022]其中，所述第一处理模块还包括:
[0023]生成指示单元，用于在所述N个发光灯芯在发送光信号之前，在设置所述N个发光灯芯的驱动功率之后，生成第一指示，所述第一指示包括所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系和所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息；
[0024]相应的，所述第二处理模块具体用于:依据所述第一指示中的所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据所述第一指示中的所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。
[0025]其中，所述第二处理模块具体用于:依据预先存储的预设时间，和所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出当前时间具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据预先存储所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。
[0026]其中，所述第二处理模块包括:
[0027]信号估计单元，用于依据所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，依据所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将所述第K信号发送至解交织单元；
[0028]所述解交织单元，用于为所述第K信号进行解交织调制；
[0029]解码单元，用于为所述第K解交织单元输出的信号进行解码，获得第K数据。
[0030]其中，还包括:[0031]确定模块，用于确定所述第K层发光灯芯的通信信道的信道特性；
[0032]获得函数模块，用于在所述第K层发光灯芯的通信信道的信噪比值为预设信噪比值下，根据所述第K层发光灯芯的通信信道的信道特性，确定出所述信号估计单元输出的所述第K信号的软信息估计值，根据所述第K信号的软信息估计值、所述第K信号的误比特率以及所述第二处理模块输出所述第K信号与所述第K层发光灯芯发射的第K信号的方差，确定出第一函数以及第二函数；
[0033]计算驱动功率模块，用于根据所述第一函数、所述第二函数和预设误比特率分别计算所述N个发光灯芯的驱动功率；
[0034]限制模块，用于当所述第K层发光灯芯的驱动功率不属于所述第K层发光灯芯的光电转换线性范围时，根据第三预设规则将所述第K层的发光灯芯的驱动功率限制在所述光电转换线性范围中，将被限制在所述光电转换线性范围中的驱动功率作为所述第K驱动功率。
[0035]其中，所述获得函数模块包括:
[0036]第一获得单元，用于在所述第K层发光灯芯的通信信道的信噪比值为所述预设信噪比值下，根据所述第K层发光灯芯的通信信道的信道特性，确定出所述信号估计单元输出
的所述第K信号的软信息估计值
【权利要求】
1.一种可见光通信系统，其特征在于，包括: M个发光灯芯，M为大于等于2的正整数； 接收模块，用于接收待传输的数据信号，所述数据信号包括N个数据，所述N为大于等于I且小于等于M的正整数； 第一处理模块，用于根据第一预设规则对所述N个数据中第K数据进行处理，将处理后的所述第K数据进行二进制开关键控OOK调制，获得与所述第K数据对应的第K信号，所述K=I, 2，...，N ; 功率分配模块，用于根据所述第K信号的通信信道的信道特性，为所述第K信号对应的第K层发光灯芯分配第K驱动功率； 驱动模块，用于根据所述第K驱动功率，驱动所述第K层发光灯芯发出携带有所述第K信号的光信号； 光电转换模块，用于将接收到的N个所述发光灯芯发出的光信号转换为电信号；宽带采集模块，用于从所述电信号中获得所述N个所述发光灯芯发出的N个信号；第二处理模块，用于依据所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。
2.根据权 利要求1所述可见光通信系统，其特征在于，所述第一处理模块包括: 编码单元，用于为所述第K数据进行编码； 交织单元，用于对所述编码单元输出的编码后的所述第K数据进行交织调制； OOK调制单元，用于对所述交织单元输出的交织后的所述第K数据进行二进制开关键控OOK调制，得到与所述第K数据对应的第K信号。
3.根据权利要求1或2所述可见光通信系统，其特征在于，所述M个发光灯芯均为具有相同规格参数的发光灯芯，所述第一处理模块还包括: 更换驱动功率单元，用于在预设时间到来时，将所述N个发光灯芯中第L层的发光灯芯的驱动功率设置为第F层的发光灯芯的驱动功率，其中L古F，L与F均为大于等于I且小于等于N。
4.根据权利要求1或2所述可见光通信系统，其特征在于，所述第一处理模块还包括: 生成指示单元，用于在所述N个发光灯芯在发送光信号之前，在设置所述N个发光灯芯的驱动功率之后，生成第一指示，所述第一指示包括所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系和所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息； 相应的，所述第二处理模块具体用于:依据所述第一指示中的所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据所述第一指示中的所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。
5.根据权利要求1或2所述可见光通信系统，其特征在于，所述第二处理模块具体用于:依据预先存储的预设时间，和所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出当前时间具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据预先存储所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。
6.根据权利要求2所述可见光通信系统，其特征在于，所述第二处理模块包括: 信号估计单元，用于依据所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，依据所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将所述第K信号发送至解交织单元； 所述解交织单元，用于为所述第K信号进行解交织调制； 解码单元，用于为所述第K解交织单元输出的信号进行解码，获得第K数据。
7.根据权利要求6所述可见光通信系统，其特征在于，还包括: 确定模块，用于确定所述第K层发光灯芯的通信信道的信道特性； 获得函数模块，用于在所述第K层发光灯芯的通信信道的信噪比值为预设信噪比值下，根据所述第K层发光灯芯的通信信道的信道特性，确定出所述信号估计单元输出的所述第K信号的软信息估计值，根据所述第K信号的软信息估计值、所述第K信号的误比特率以及所述第二处理模块输出所述第K信号与所述第K层发光灯芯发射的第K信号的方差，确定出第一函数以及第二函数； 计算驱动功率模块，用于根据所述第一函数、所述第二函数和预设误比特率分别计算所述N个发光灯芯的驱动功率； 限制模块，用于当所述第K层发光灯芯的驱动功率不属于所述第K层发光灯芯的光电转换线性范围时，根据第三预设规则将所述第K层的发光灯芯的驱动功率限制在所述光电转换线性范围中，将被限制在所述光电转换线性范围中的驱动功率作为所述第K驱动功率。
8.根据权利要求7所述可见光通信系统，其特征在于，所述获得函数模块包括: 第一获得单元，用于在所述第K层发光灯芯的通信信道的信噪比值为所述预设信噪比值下，根据所述第K层发光灯芯的通信信道的信道特性，确定出所述信号估计单元输出的 所述弟K in号的软fe息估计值
9.根据权利要求8所述可见光通信系统，其特征在于，所述计算驱动功率模块包括: 第一计算单元，用于根据所述第K层发光灯芯对应的第K预设误比特率以及所述第二函数，计算出所述第K层发光灯芯对应的信干燥比SINRk,依据所述SINRk以及所述第一函数，计算出所述第K层发光灯芯信号的方差Fts = /(SINRk )； 第二计算单元，用于根据预先设置的所述第一层发光灯芯的第一驱动功率、所述
10.根据权利要求1、6、7、8或权利要求9所述可见光通信系统，其特征在于，还包括: 控制亮度模块，用于根据接收到的调节亮度指示，根据预设线性规则以及所述第K层发光灯芯的电光转换线性范围，调节所述第K层发光灯芯的驱动功率。
【文档编号】H04B10/116GK103684598SQ201410004701
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】邬江兴, 于宏毅, 朱义君, 张剑, 田忠俊, 汪涛 申请人:中国人民解放军信息工程大学