可见光通信系统及方法与流程

本发明涉及一种无线通信技术领域，特别涉及一种基于子频带叠加复用的可见光通信技术。

背景技术：

本部分旨在为权利要求书及具体实施方式中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

随着无线通信网络数据量的爆炸式增长，现阶段有限的无线电频率(radiofrequency，rf)频谱越来越无法满足人们的通信需求。在这种情况下，利用可见光频谱的可见光通信(visiblelightcommunication，vlc)逐渐成为研究热点。vlc系统以其速率高、成本低等优势，将会成为未来无线通信的新趋势。

一个典型的可见光通信系统中，通常使用发光二极管(lightemittingdiode，led)作为信号基站(basestation，bs)，并使用光电二极管(photodiode，pd)作为接收端。

由于led只能发射单级非负的光信号，所以通过led传输的信息需通过亮度调制(intensitymodulation，im)，如开关键控调制和脉冲位置调制，并在接收端采用直接检测(directdetection，dd)。

传统的正交频分复用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，ofdm)技术拥有高频谱效率、有效抵抗频率选择性衰落等优点，但在直接应用于vlc系统时，由于光信号的单级非负性，需要进行一定的改进。vlc系统中应用的典型ofmd技术包括非对称限幅光正交频分复用(asymmetricallyclippedopticalofdm，aco-ofdm)和直流偏置光正交频分复用(dcbiasedopticalofdm，dco-ofdm)。其中aco-ofdm只在某些子载波信号上加载信息，ifft(快速傅里叶逆变换,inversefastfouriertransform)后进行零限幅(zeroclipping)，频谱效率较低；dco-ofdm在所有子载波信号上加载信息，但ifft之后需要添加直流偏置，功率效率较低。

类比无线射频通信中的蜂窝网络技术，针对室内vlc系统，人们提出了室内光通信蜂窝网(opticalattocellnetworks)。通过将单独bs覆盖的区域设定为一个“区间”，众多“区间”所构成的蜂窝系统可以提高光信号覆盖率，保证通信质量。然而，类似于其他蜂窝通信系统，共信道干扰(co-channelinterference)会极大程度上影响系统性能。人们针对vlc室内蜂窝网络，提出了许多抑制或消除共信道干扰的方法，其中最有效的方法是采用频率复用(frequencyreuse)方法。通过将整个频带进行划分，并在相邻“区间”使用不同子频带的方法，使得在“区间”边缘信号可以在频域不相互干扰，从而消除共信道干扰。

使用频率复用方式的室内光通信蜂窝网仍存在较为明显的技术问题。一方面，共信道干扰需要更加可靠并且高效的抑制或消除。另一方面，由于aco-ofdm和dco-ofdm技术的限制，典型的室内光通信蜂窝网无法在满足通信需求的同时保证较高的频谱利用率和较高的功率效率，会显著浪费通信资源。

技术实现要素：

鉴于以上内容，有必要提供一种可见光通信系统及方法，以减少共信道干扰，提高平均传输速率，增加信号传输的功率效率。

一种可见光通信系统，包括：

光源阵列，包括若干光发送单元，每一光发送单元包括具有第一光辐射角的中心子光源及具有第二光辐射角的边缘子光源，其中，所述第二光辐射角大于所述第一光辐射角。

进一步地，所述可见光通信系统中，每一光发送单元的中心子光源的频带相同，任意两相邻光发送单元的边缘子光源的频带不相同。

进一步地，所述可见光通信系统中，所述若干光发送单元沿若干行设置，每一行上相邻设置的光发送单元间的距离相等。

进一步地，所述可见光通信系统中，每一行上相邻设置的光发送单元间的距离均为d；所述光源阵列中行与行之间的垂直距离相等，且距离为

进一步地，所述可见光通信系统中，所述光源阵列中第(i+1)行上一光发送单元的子频带与第i行上向左平移1.5d的光发送单元所具有子频带相同。

进一步地，所述可见光通信系统中，每一光发送单元的中心子光源的频带为所述可见光通信系统所使用的带宽；所述光源阵列中每一行的光发送单元按相邻三个为一组，设第i行中第m组，其中每一组内三个光发送单元的边缘子光源的频带分别为vi(m,1)、vi(m,2)、vi(m,3)，每一组内光发送单元的边缘子光源vi(m,k)占用的频带为fm(k)(k＝1,2,3)，其中，fm(1)、fm(2)、fm(3)之和为所述可见光通信系统所使用的带宽。

进一步地，所述可见光通信系统还包括：

调制单元，用于将输入信号分割成包含若干子载波信号的调制信号，其中，所述若干子载波信号包括偶数子载波信号及奇数子载波信号；

所述调制单元，还用于对所述调制信号中偶数子载波信号进行第一类型调制操作，并将所述偶数子载波信号传输至所述中心子光源；所述调制单元还用于对所述调制信号中奇数子载波信号进行第二类型调制操作，并将所述奇数子载波信号传输至所述边缘子光源。

进一步地，所述可见光通信系统中，所述调制单元包括：

串并变换单元，用于接收所述输入信号，并对所述输入信号进行串并变换操作，以将所述输入信号变换为并行数据；

共轭映射单元用于对变换后的并行数据进行共轭处理，以得到n列并行数据；

第一ifft单元，用于对所述n列并行数据进行ifft操作，以得到对应的时域信号；

零限幅单元，用于对所述时域信号进行零限幅操作；

循环前缀添加单元，用于在所述零限幅单元处理得到的时域信号前加入循环前缀；及

并串变换单元，用于将加入循环前缀的时域信号进行并串变换，以生成调制信号，并将通过dac单元将所述调制信号传输至所述光发送单元的边缘子光源。

进一步地，所述可见光通信系统中，所述调制单元还包括：

串并变换单元，用于接收所述输入信号，并对所述输入信号进行串并变换操作，以将所述输入信号变换为并行数据；

共轭映射单元，用于对变换后的并行数据进行共轭处理，以得到n列并行数据；

第二ifft单元，用于对所述n列并行数据进行ifft操作，以得到对应的时域信号；

循环前缀添加单元，用于在所述第二ifft单元处理得到的时域信号前加入一循环前缀；

并串变换单元，用于将加入循环前缀的时域信号进行并串变换，以生成所述调制信号，并通过dac单元及直流偏置单元将经直流偏置处理后的调制信号传输至所述光发送单元的中心子光源。

一种所述可见光通信系统，包括：

第一解调单元，用于通过光接收单元接收光发送单元中的边缘子光源传输的光信号，并对所述中心子光源传输的光信号经频域处理后得到的频域信号进行第一类型解调操作，以得到对应的奇数子载波信号；

第二解调单元，用于对所述光发送单元中的中心子光源传输的光信号进行第二类型解调操作，并对所述边缘子光源传输的光信号经频域处理后得到的频域信号，以得到对应的偶数子载波信号；及

并串转换单元，用于对所述第一解调单元输出的奇数子载波信号及所述第二解调单元输出的偶数子载波信号进行并串转换操作，以生成输出信号。

进一步地，所述可见光通信系统还包括：

串并转换单元，用于对光接收单元输出的操作信号进行串并转换操作，以生成对应的并行信号；

所述第一fft单元，用于对所述并行信号进行fft操作，以生成所述的频域信号，其中，所述频域信号包含所述中心子光源输出的偶数子载波信号及所述边缘子光源输出的奇数子载波信号。

进一步地，所述可见光通信系统还包括：

第一ifft单元，用于接收所述频域信号，并对所述频域信号进行ifft操作，以生成第一时域信号；

第二ifft单元，用于接收所述频域信号中奇数子载波信号的频域信号，并对所述奇数子载波信号的频域信号进行ifft操作，以生成第二时域信号；

计算单元，用于接收所述第一时域信号及所述第二时域信号，并根据所述第二时域信号对所述第一时域信号进行计算操作，以生成第三时域信号；

第二fft单元，用于对所述第三时域信号进行fft操作，以生成所述包含偶数子载波信号的频域信号。

一种可见光通信方法，包括：

将输入信号进行分割成若干子载波信号；

将所述若干子载波信号中偶数子载波信号进行第一类型调制操作，以生成第一处理信号；

将所述第一处理信号传输至光源阵列中光发送单元的中心子光源；

将所述若干子载波信号中奇数子载波信号进行第二类型调制操作，以生成第二处理信号；及

将所述第二处理信号传输至所述光源陈列中光发送单元的边缘子光源；其中，所述中心子光源具有第一光辐射角，所述边缘子光源具有第二光辐射角，所述第二光辐射角大于所述第一光辐射角。

进一步地，所述可见光通信方法中，所述“将所述若干子载波信号中偶数子载波信号进行第一类型调制操作”包括：

对所述输入信号进行串并变换操作，以将所述输入信号变换为并行数据；

对变换后的并行数据进行共轭处理，以得到n列并行数据；

对所述n列并行数据进行ifft操作，以得到对应的时域信号；

对所述时域信号进行零限幅操作；

在通过零限幅操作后得到的时域信号前加入循环前缀；

将加入循环前缀的时域信号进行并串变换，以生成调制信号；及

将所述调制信号进行并串转换，以生成所述第一处理信号。

进一步地，所述可见光通信方法中，所述“将所述若干子载波信号中奇数子载波信号进行第二类型调制操作”包括：

对所述输入信号进行串并变换操作，以将所述输入信号变换为并行数据；

对变换后的并行数据进行共轭处理，以得到n列并行数据；

对所述n列并行数据进行ifft操作，以得到对应的时域信号；

在所述时域信号前加入循环前缀；及

将加入循环前缀的时域信号进行并串变换，以生成调制信号；

将所述调制信号进行并串转换操作，以生成转换处理信号；及

对所述转换信号进行直流偏置处理，以生成所述第二处理信号。

上述可见光通信系统及方法通过将所述输入信号分割为若干子载波信号，其中偶数子载波信号通过第一类型调制后由所述光发送单元中具有第一辐射角的中心子光源进行传输，有利于提高传输速率；奇数子载波信号通过第二类型调制后所述光发送单元中具有第二辐射角的边缘子光源进行传输，有利于降低传输的消耗功率，如此，输入信号通过具有不同辐射角的光发送单元进行传输时，相对于只通过一种类型的调制而言，可以提高传输速度或降低传输的功耗。另外，所述光源阵列中每一光发送单元的中心子光源的频带可以均相同，而所述光源阵列中任意相邻的光发送单元的边缘子光源的频带均不相同，如此不仅可以减少相邻光发送单元间的干扰，还可以提高光信号的传输速率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的可见光通信系统的较佳实施方式的方框图。

图2是图1中发送装置的第一较佳实施方式的方框图。

图3是图1中发送装置的第二较佳实施方式的方框图。

图4是图1中发送装置的第一较佳实施方式与第二较佳实施方式的功率性能比较的示意图。

图5是图1中接收装置的较佳实施方式的方框图。

图6是本发明可见光通信系统的应用模型的示意图。

图7是图1中光源阵列内光发送单元传输光信号的示意图。

图8是图1中光源阵列的排列的第一示意图。

图9是图1中光源阵列的排列的第二示意图。

图10是图1光源阵列的光照强度的分布的示意图。

图11是图1光源阵列的传输速率的分布的示意图。

图12是图1中光发送单元内中心子光源与边缘子光源之间位置关系与光信号传输的平均速率仿真的关系图。

图13是图1中光发送单元内边缘子光源于地面的投影的半径与光信号传输的平均速率仿真的关系图。

图14是本发明可见光通信方法的较佳实施方式的流程图。

图15是图14中步骤s1402的较佳实施方式的流程图。

图16是图14中步骤s1404的较佳实施方式的流程图。

图17与图18是图14中步骤s1412的较佳实施方式的流程图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，本发明可见光通信系统的较佳实施方式包括发送端100及接收端150。所述发送端100包括发送装置110及光源阵列130，所述光源阵列130包括若干光发送单元120。本实施方式中，所述发送装置110用于对输入信号(图未示)进行处理操作，以产生处理信号；所述处理信号由所述光源阵列130输出，以产生对应的光信号。本实施方式中，所述光发送单元120可为led(lightemittingdiode，发光二极管)，所述光发送单元120可用于作为信号基站(basestation，bs)。本实施方式中，所述光发送单元120具有可发射具有第一光辐射角的中心子光源及具有第二光辐射角的边缘子光源。

本实施方式中，所述发送端100可将所述输入信号分割成n个子载波信号，所述n个子载波信号中的偶数子载波信号(2n，其中n＝0,1,…,n/2-1)可通过所述光发送单元120中的中心子光源进行传递，所述n个子载波信号中的奇数子载波信号((2n+1)，其中n＝0,1,…,n/2-1)可通过所述光发送单元120中的边缘子光源进行传递。

所述接收端150包括接收装置160及若干连接所述接收装置160的光接收单元170。本实施方式中，所述光接收单元170可为pd(photodiode，光电二极管)。所述光接收单元170用于接收所述光源阵列130输出的光信号，并生成对应的操作信号。所述接收装置160用于对所述操作信号进行处理，以生成对应的输出信号。

请参阅图2，所述发送装置110第一较佳实施方式包括第一调制单元112及dac(digitaltoanalogconverter,数字模拟转换器)单元114。所述第一调制单元112用于将输入信号进行调制操作，以生成对应的调制信号，所述dac单元114用于对所述调制信号进行数模转换操作，以生成所述操作信号，所述dac单元114还用于将所述操作信号传输至所述光源阵列130，以通过所述光源阵列130进行数据或信息的传输。

本实施方式中，所述第一调制单元112用于将所述输入信号通过aco-ofdm(asymmetricallyclippedopticalorthogonalfrequencydivisionmultiplexing，限幅光正交频分复用)操作分割成n个子载波信号，所述第一调制单元112将所述输入信号分割成的n个子载波信号中的奇数子载波信号通过所述光发送单元120的边缘子光源进行信息发送或信号传输。

具体地，所述第一调制单元112包括串并变换单元122、共轭映射单元124、第一ifft单元126、零限幅单元128、循环前缀添加单元134及并串变换单元132。

所述串并变换单元122用于接收所述输入信号，并对所述输入信号进行串并变换操作，以将所述输入信号变换为并行数据xi。

所述共轭映射单元124用于对变换后的并行数据进行共轭处理。本实施方式中，所述共轭映射单元124对所述并行数据进行共轭处理后得到n列并行数据，如下：

其中，x^*是x的共轭符号。

所述第一ifft(inversefastfouriertransform，快速傅里叶逆变换)单元126用于对所述n列并行数据进行ifft操作，以得到对应的时域信号。本实施方式中，所述第一ifft单元126通过n点的ifft变换操作后，得到n路的时域信号。

所述零限幅单元128用于对所述时域信号进行零限幅操作。本实施方式中，所述零限幅单元128用于将所述时域信号中负数部分进行截去，以使得所述时域信号为非负的。另外，由于被截去的部分会落在偶数子载波上，对于奇数子载波上的信息则不会受到影响。

所述循环前缀添加单元134用于在所述零限幅单元128处理得到的时域信号前加入循环前缀，以抵抗码间的干扰，提高抗干扰能力。

所述并串变换单元132用于将加入循环前缀的时域信号进行并串变换，以生成所述调制信号。所述调制信号由所述dac单元114进行数模转换后得到所述处理信号，所述dac单元114还用于将所述处理信号传输至所述光源阵列130。

较佳地，所述dac单元114将所述处理信号传输至所述光源阵列130中光发送单元120的边缘子光源处。

请参阅图3，所述发送装置110第二较佳实施方式包括第二调制单元312、dac单元314及直流偏置截断单元316。所述第二调制单元312用于将输入信号进行调制操作，以生成对应的调制信号。所述dac单元314用于对所述调制信号进行数模转换操作，以生成所述操作信号。所述直流偏置截断单元316用于对所述操作信号进行直流偏置截断操作，并将经直流偏置截断操作的操作信号传输至所述光源阵列130。

本实施方式中，所述直流偏置截断单元316用于对所述操作信号进行直流偏置操作，以使得所述操作信号尽可能大于零。之后，所述直流偏置截断单元316还对所述操作信号进行截断操作，以将所述操作信号中小于零的部分进行截断，如此亦可使得所述操作操作信号为非负的。

本实施方式中，所述第二调制单元312用于将所述输入信号通过dco-ofdm(directcurrentbiasedopticalorthogonalfrequencydivisionmultiplexing，直流偏置光正交频分复用)操作分割成n个子载波信号，所述第二调制单元312用于将所述输入信号分割成的n个子载波信号通过所述光发送单元120的中心子光源进行信息发送。

具体地，所述第二调制单元312包括串并变换单元322、共轭映射单元324、第二ifft单元326、循环前缀添加单元328及并串变换单元330。

所述串并变换单元322用于接收所述输入信号，并对所述输入信号进行串并变换操作，以将所述输入信号变换为并行数据xi。

所述共轭映射单元324用于对变换后的并行数据进行共轭处理。本实施方式中，所述共轭映射单元324对所述并行数据进行共轭处理后得到n列并行数据，如下：

其中，x^*是x的共轭符号。

所述第二ifft单元326用于对所述n列并行数据进行ifft操作，以得到对应的时域信号。本实施方式中，所述第二ifft单元326通过n点的ifft变换操作后，得到n路的时域信号。

所述循环前缀添加单元328用于在所述第二ifft单元326处理得到的时域信号前加入循环前缀，以抵抗码间的干扰，提高抗干扰能力。

所述并串变换单元330用于将加入循环前缀的时域信号进行并串变换，以生成所述调制信号。所述调制信号由所述dac单元314进行数模转换后生成所述操作信号，并将所述操作信号传输至所述直流偏置截断单元316。

本实施方式中，所述直流偏置截断单元316用于将对所述操作信号进行直流偏置操作后产生的处理信号传输至所述光源阵列130的光发送单元120中的中心子光源。

在其他实施方式中，所述发送装置110可同时包括所述第一调制单元112及第二调制单元312，如此，所述发送装置110可将由所述第一调制单元112通过aco-ofdm操作得到的处理信号由所述光发送单元120的边缘子光源进行传递，可将由所述第二调制单元312通过dco-ofdm操作得到的处理信号由所述光发送单元120的中心子光源进行传递。

请参阅图4，其为aco-ofdm调制与不同强度下直流偏置dco-ofdm调制的功率性能比较的示意图，其中，由于所述第一调制单元112输出的处理信号只在奇数子载波上传输信息，因此，在比较两种类型调制时的功率消耗，所述第二调制单元312输出的处理信号亦只计算其奇数子载波的功率消耗。

具体地，对于相同的输入信号，假设只在奇数子载波上传输信息，并比较aco-ofdm调制和dco-ofdm调制的性能。假设输入信号经过ifft后为x(t)，并且有其中δ为中心子光源的半角功率与边缘子光源的半角功率之间比例系数(示于图7)。

对于aco-ofdm调制，传输输入信号所需的电功率为:

对于dco-ofdm调制，传输输入信号所需的电功率为:

其中，bdc表示直流偏置，并且有

由图4可以看出，dco-ofdm调制在不同强度(如7db,10db,13db)下的直流偏置下传输时消耗的功率较多，而aco-ofdm调制相对于dco-ofdm的调制具有较高的功率效率。

在另一实施方式中，所述第一调制单元112及第二调制单元312可使用相同的时钟来进行调制操作，如此使得调制后产生的子载波信号的长度相同、保护间隔长度相同，且频率、时间等时钟信息完全同步。对于不加载信息的子频带的子载波信号可以进行零填充。

上述可见光通信系统通过将所述输入信号分割为n个子载波信号，其中偶数子载波信号通过第一类型调制后由所述光发送单元中具有第一辐射角的中心子光源进行传输，有利于提高传输速率；奇数子载波信号通过第二类型调制后由所述光发送单元中具有第二辐射角的边缘子光源进行传输，有利于降低传输的消耗功率，如此，输入信号通过具有不同辐射角的光发送单元进行传输时，相对于只通过一种类型的调制(如第一类型调制或第二类型调制)而言，可以提高传输速度或降低传输的功耗。

请参阅图5，所述接收端150包括光接收单元170、滤波与adc(analogtodigitalconverter，模拟数字转换器)单元171及解调装置161。

所述光接收单元170用于将所述光源阵列130传输的光信号，并通过光电转换将所述光信号转换为操作信号。

所述滤波与adc单元171对所述操作信号进行滤波，以滤除所述操作信号中的直流分量(如在dco-ofdm调制中通过直流偏置产生的直流分量)。所述滤波与adc单元171还用于对所述操作信号进行模数变换操作。所述接收装置160用于接收由所述滤波与adc单元171传输的过滤后的操作信号。本实施方式中，所述接收端150可包括一个或多个光接收单元170。

较佳地，所述解调装置161的较佳实施方式包括循环前缀去除单元162、串并转换单元164、第一fft(fastfouriertransform，快速傅里叶变换)单元166、均衡单元168、第一解调单元172、第三ifft单元174、第二fft单元176、第二解调单元178、第四ifft单元180、噪声估算单元182、并串转换单元184及计算单元186。

所述循环前缀去除单元162用于将所述操作信号中的循环前缀去除。本实施方式中，为提高光信号的抗干扰能力，所述循环前缀添加单元134及328在生成所述调制信号时添加的循环前缀，因此，所述接收端150在接收到所述光信号时需去除添加的循环前缀。

所述串并转换单元164用于对所述操作信号进行串并转换操作，以生成对应的并行信号。本实施方式中，所述串并转换单元164用于将所述操作信号转换为并行符号流。

所述第一fft单元166用于对所述并行信号(如并行符号流)进行fft操作，以生成对应的频域信号y，所述频域信号y具有n个子载波信号，所述n个子载波信号包括若干偶数子载波信号频域信号及若干奇数子载波信号频域信号。

所述均衡单元168用于对所述频域信号进行均衡操作，以消除信号传输过程中可能出现的信号畸变。所述均衡单元168可采用基于迫零(zeroforcing,zf)准则的均衡操作。

所述第一解调单元172用于接收所述均衡单元168输出的频域信号y，并对所述频域信号y中奇数子载波信号进行第一类型的解调操作。本实施方式中，所述第一解调单元172根据aco-ofdm(第一类型解调)来对所述频域信号y中奇数子载波信号的频域信号进行解调操作，所述频域信号通过所述第一解调单元172解调后得到对应的奇数子载波信号。

所述第三ifft单元174用于接收所述均衡单元168输出的频域信号y，并对所述频域信号y进行ifft操作，以生成第一时域信号y。

所述第四ifft单元180用于接收所述均衡单元168输出的频域信号中奇数子载波信号的频域信号，并对所述奇数子载波信号的频域信号进行ifft操作，以生成第二时域信号。

所述噪声估算单元182用于根据所述第二时域信号估算所述第一时域信号中偶数子载波信号的噪声，并输出第三时域信号。

所述计算单元186用于接收所述第一时域信号及所述第三时域信号，并根据所述第三时域信号对所述第一时域信号进行计算操作，以滤掉所述第一时域信号中偶数子载波信号的噪声。本实施方式中，由于所述第一时域信号中包含了偶数子载波信号的时域信号及奇数子载波信号的时域信号，如此通过将第三时域信号与所述第一时域信号进行相减操作即可滤掉所述第一时域信号中偶数子载波信号的噪声，进而得到第四时域信号yeven。

所述第二fft单元176用于对所述第四时域信号进行fft操作，以生成包含偶数子载波信号的频域信号yeven。

所述第二解调单元178用于接收所述第二fft单元176输出的频域信号yeven，并对所述频域信号yeven根据dco-ofdm来对所述频域信号yeven进行解调操作，所述第二解调单元178通过对所述频域信号yeven的解调操作后得到对应的偶数子载波信号。

所述并串转换单元184用于接收所述第一解调单元172输出的奇数子载波信号及所述第二解调单元178输出的偶数子载波信号，将对所述第一解调单元172输出的奇数子载波信号及所述第二解调单元178输出的偶数子载波信号进行并串转换操作，以生成所述输出信号。

请参阅图6，其为室内的光发送单元(如led)的传播的应用模型。假设光发送单元作为发端基站(bsi)，并设置于一高为h的屋顶上，光接收单元(pd)安放在地面。为了简单起见，只有直射通路(los)才被考虑。进一步，假设光接收单元(pd)的可视角(fieldofview,fov)是90°，其表示所述光接收单元(pd)可以接收到其所在平面上的所有直射光信号。

直射通路直流电流增益公式如下：

其中bsi为第i个网络中的发端基站，di为接收端到bsi的距离，apd是光接收单元(pd)的有效信号接收面积，为直射角(即可见光与所述光发送单元法线之间的夹角)，ψi为接收端入射角(即可见光与所述光接收单元的法线之间的夹角)，m为朗博模型阶数。

为了简单起见，假设光接收单元(pd)是平的，因此，可以得到其中，m可以通过朗伯模型给出:

其中，为光源的半功率角。

请一并参阅图7及图8，所述光源阵列130包含若干光发送单元120，所述光源阵列130中每一个光发送单元120均可包括两个具备不同的光辐射角的子光源，如每一个光发送单元120均包括中心子光源及边缘子光源。所述光发送单元120的边缘子光源及中心子光源于地面的投影呈圆形，所述中心子光源于地面的投影为第一圆形，所述边缘子光源于地面的投影为第二圆形。本实施方式中，所述第一圆形及第二圆形为同心圆，且所述第一圆形的面积小于所述第二圆形的面积，其中，所述第二圆形的半径设为r。

所述中心子光源的半功率角为所述边缘子光源的半功率角为并且有其中δ为二者的比例系数。对于中心子光源而言，其照射范围更小，功率更集中，不容易和相邻的光发送单元产生干扰，而对于边缘子光源而言，其照射范围更广，也可能会和相邻光发送单元的外光源产生交叠，进而产生干扰。

本实施方式中，所述光源阵列130包括若干沿第一方向等距离设置的光发送单元120及若干沿第二方向等距离设置的光发送单元120，其中，所述第一方向相邻设置的第一及第二光发送单元120间的第一连线与第二方向上相邻设置的第三及第四光发送单元120间的第二连线垂直，所述第一至第四光发送单元120分别位于等边菱形的四顶点处，所述等边菱形的边为d，即所述第一连线与所述第二连线为所述等边菱形的对角线。

在另一实施方式中，所述光源阵列130包括位于若干行上等间距设置的光发送单元，每一行上相邻设置的光发送单元间的距离均为d；所述光源阵列130行与行之间的垂直距离相等，且距离为也就是说，一行上相邻设置的第一光发送单元及第二光发送单元之间的连线与相邻行上的第三光发送单元之间的连线组成一等边三角形，即所述第一光发送单元、第二光发送单元及第三光发送单元分别位于等边三角形的顶点处。

请一并参阅图9，所述光源阵列130中一光发送单元可位于与其相邻的光发送单元组成的等边六边形的连线交点上。

本实施方式中，每一光发送单元120包括中心子光源及边缘子光源，所述中心子光源的光辐射角小于所述边缘子光源的光辐射角。所述光发送单元120中的中心子光源占用的频带可相同，例如，可为带宽b的频带[fl，fh]。在其他实施方式中，每一光发送单元120中的中心子光源占用的频带亦可不为频带[fl，fh]，其可根据光信号传输的速度与直流偏置的功耗来进行确定。

所述光发送单元120中任意两相邻的边缘子光源占用的频带不同。例如，可将带宽b的频带[fl，fh]分割为三个的子频带f1、f2及f3(从低频到高频排列)，且子频带f1、子频带f2及子频带f3之和等于带宽b的频带[fl，fh]。在另一实施方式中，所述子频带f1、f2及f3亦可对频带[fl，fh]进行等分，如子频带f1、子频带f2、子频带f3之和为频带[fl，fh]，且子频带f1、子频带f2、子频带f3均为1/3频带[fl，fh]。

在另一实施方式中，所述光源阵列130中每一行的光发送单元按相邻三个为一组，设第i行中第m组，其中每一组内三个光发送单元的边缘子光源的频带依次为vi(m,1)、vi(m,2)、vi(m,3)。因此，每一组内光发送单元的边缘子光源vi(m,k)占用的频带为fm(k)(k＝1,2,3)，其中，fm(k)为f1、f2、f3的任意一种不重复的排列。

本实施方式中，所述光源阵列130中第(i+1)行上一光发送单元的子频带与第i行上向左平移1.5d的光发送单元所具有子频带相同，如此使得任意两相邻的边缘子光源的子频带均不相同。

本实施方式中，所述光发送单元的中心子光源只在2n(其中，n＝0,1,…,n/2-1)的偶数子载波上传递信息，所述光发送单元的边缘子光源将只在(2n+1)(其中，n＝0,1,…,n/2-1)的奇数子载波上传递信息。如此，可以在相邻的光发送单元叠区减少或消除共信道的干扰，保证通信质量。在其他实施方式中，可将整个蜂窝布局任意延伸，即可覆盖任意大小的可见光覆盖空间。

在另一实施方式中，所述光源阵列130中光发送单元120的排列亦可不限于图8及图9所示，所述光源阵列130中光发送单元120的排列只需每一光发送单元120具有第一光辐射角的中心子光源及大于所述第一光辐射的第二光辐射角的边缘子光源，且任意相邻的光发送单元的边缘子光源的频带不同，如此不仅可以减少相邻光发送单元间的干扰，还可以提高光信号的传输速率。

请一并参阅图10与图11，下面结合具体实例通过仿真对可见光通信系统进行分析。

仿真中，规定参数如下：

假设边缘子光源的半功率角为60°，这符合通常的照明需求。假设天花板高度为3m，并且光接收单元设置在地面上，即光接收单元和bs的垂直距离为3m。同时，信号的总带宽b为200mhz，并且光接收单元(pd)的接收面积为4mm²。同时，假设每一个灯的功率均为5w。假设背景噪声只有热噪声，功率密度为174dbm/hz。

所述光源阵列130包括17个光发送单元，其中：

当d＝4m(相邻的两发送单元之间距离为4米)且δ＝0.3时，此时房间的照明分布如图10所示。

当d＝4m且δ＝0.3时，室内传输速率的分布如图11所示。

由图10的仿真可知，在房间内绝大部分区域，传输速率都在1.6gbps以上，对于而相邻的两光发送单元间的交叠区，传输速率也在500mbps以上。

请参阅图12，当d＝4m，此时房间大小固定，考虑δ对平均传输速率的影响，即中心和边缘光源之间的关系对可见光通信系统的影响。

由图12可知，当δ很小时，此时，中心子光源照射范围很小，所以能够提供的传输速率也很小，随着δ增大，中心子光源照射范围变大，提供的传输速率也变大。当达到最大以后，随着δ继续增大，此时，相邻的两光发送单元之间的干扰将会变得更为明显，从而使得平均频谱效率因干扰而逐渐降低。从图12中可以看出，当δ取0.3时，平均传输速率最大。

请参阅图13，当δ＝0.5，此时光源结构固定，光发送单元中边缘子光源在地面上的投影半径对于平均传输速率的影响。

可以看到，当r较小时，光发送单元中边缘子光源在地面投影的面积较小，相邻光发送单元间比较靠近，干扰较大，所以平均速率很小。随着r的增加，边缘子光源在地面投影的面积逐渐增加，相邻光发送单元间干扰逐渐减小，平均速率逐渐上升。当r更大时，边缘子光源在地面投影的面积增大，单位面积上的光照减小，平均传输速率逐渐降低。可以看到，当r约为2.2m时平均速率最高。

上述可见光通信系统通过将所述输入信号分割为n个子载波信号，其中偶数子载波信号通过第一类型调制后由所述光发送单元中具有第一辐射角的中心子光源进行传输，有利于提高传输速率；奇数子载波信号通过第二类型调制后所述光发送单元中具有第二辐射角的边缘子光源进行传输，有利于降低传输的消耗功率，如此，输入信号通过具有不同辐射角的光发送单元进行传输时，相对于只通过一种类型的调制(如第一类型调制或第二类型调制)而言，可以提高传输速度或降低传输的功耗。另外，所述光源阵列中每一光发送单元的中心子光源的频带可以均相同，而所述光源阵列中任意相邻的光发送单元的边缘子光源的频带均不相同，如此不仅可以减少相邻光发送单元间的干扰，还可以提高光信号的传输速率。

请参阅图14，本发明可见光通信方法的较佳实施方式包括如下步骤：

步骤s1400，将输入信号进行分割成若干子载波信号。所述输入信号可由调制装置将其分割成若干子载波信号，本实施方式中，所述输入信号可被分割为n个子载波信号，所述若干子载波信号中包括偶数子载波信号及奇数子载波信号。

步骤s1402，将所述若干子载波信号中偶数子载波信号进行第一类型调制操作，以生成第一处理信号。本实施方式中，所述第一类型调制操作可为dco-ofdm调制操作。

步骤s1404，将所述第一处理信号传输至光源阵列中光发送单元的中心子光源。

步骤s1406，将所述若干子载波信号中奇数子载波信号进行第二类型调制操作，以生成第二处理信号。本实施方式中，所述第进一步类型调制操作可为aco-ofdm调制操作。

步骤s1408，将所述第二处理信号传输至所述光源陈列中光发送单元的边缘子光源。

步骤s1410，将所述中心子光源及边缘子光源接收的载波信号转换为光信号。

本实施方式中，光源阵列包括若干光发送单元，每一发送单元均包括中心子光源及边缘子光源，其中，所述中心子光源具有第一光辐射角，所述边缘子光源具有第二光辐射角，所述第二光辐射角大于所述第一光辐射角，任意两相邻的光发送单元的边缘子光源的频带不同。

在一实施方式中，所述光源阵列包括位于若干行上等间距设置的光发送单元，每一行上相邻设置的光发送单元间的距离均为d；所述光源阵列行与行之间的垂直距离相等，且距离为也就是说，一行上相邻设置的第一光发送单元及第二光发送单元之间的连线与相邻行上的第三光发送单元之间的连线组成一等边三角形，即所述第一光发送单元、第二光发送单元及第三光发送单元分别位于等边三角形的顶点处。

在另一实施方式中，所述光源阵列包括若干沿第一方向等距离设置的光发送单元及若干沿第二方向等距离设置的光发送单元，其中，所述第一方向相邻设置的第一及第二光发送单元间的第一连线与第二方向上相邻设置的第三及第四光发送单元间的第二连线垂直，所述第一至第四光发送单元分别位于等边菱形的四顶点处，即所述第一连线与所述第二连线为所述等边菱形的对角线。

步骤s1412，接收所述光信号，并对所述光信号进行解调操作，以生成输出信号。

上述可见光通信方法通过将所述输入信号分割为n个子载波信号，其中偶数子载波信号通过第一类型调制后由所述光发送单元中具有第一辐射角的中心子光源进行传输，有利于提高传输速率；奇数子载波信号通过第二类型调制后所述光发送单元中具有第二辐射角的边缘子光源进行传输，有利于降低传输的消耗功率，如此，输入信号通过具有不同辐射角的光发送单元进行传输时，相对于只通过一种类型的调制(如第一类型调制或第二类型调制)而言，可以提高传输速度或降低传输的功耗。

请参阅图15，其是图14中步骤s1402的较佳实施方式的流程图。所述步骤s1402还包括：

步骤s1500，对所述输入信号进行串并变换操作，以将所述输入信号变换为并行数据。

步骤s1502，对变换后的并行数据进行共轭处理，以得到n列并行数据。

步骤s1504，对所述n列并行数据进行ifft操作，以得到对应的时域信号。

步骤s1506，对所述时域信号进行零限幅操作。本实施方式中，通过零限幅操作将所述时域信号中负数部分进行截去，以使得所述时域信号为非负的。另外，由于被截去的部分会落在偶数子载波上，对于奇数子载波上的信息则不会受到影响。

步骤s1508，在通过零限幅操作后得到的时域信号前加入循环前缀，以抵抗码间的干扰，提高抗干扰能力。

步骤s1510，将加入循环前缀的时域信号进行并串变换，以生成调制信号。

步骤s1512，将所述调制信号进行并串转换，以生成所述第一处理信号。

请参阅图16，其是图14中步骤s1404的较佳实施方式的流程图。所述步骤s1404还包括：

步骤s1600，对所述输入信号进行串并变换操作，以将所述输入信号变换为并行数据。

步骤s1602，对变换后的并行数据进行共轭处理，以得到n列并行数据。

步骤s1604，对所述n列并行数据进行ifft操作，以得到对应的时域信号。

步骤s1606，在通过零限幅操作后得到的时域信号前加入循环前缀，以抵抗码间的干扰，提高抗干扰能力。

步骤s1608，将加入循环前缀的时域信号进行并串变换，以生成调制信号。

步骤s1610，将所述调制信号进行并串转换，以生成转换处理信号。

步骤s1612，对所述转换信号进行直流偏置处理，以生成所述第进一步处理信号。

图17与图18是图14中步骤s1412的较佳实施方式的流程图。

步骤s1700，将光信号进行光电转换操作，以生成操作信号。本实施方式中，可通过光接收单元(如光电二极管)来将所述光信号转换为操作信号。

步骤s1702，对所述操作信号进行滤波操作及模数转换。通过滤波操作来滤除所述操作信号中的直流分量(如在dco-ofdm调制中通过直流偏置产生的直流分量)。

步骤s1704，将所述操作信号中的循环前缀去除。本实施方式中，为提高光信号的抗干扰能力，在生成所述调制信号时添加的循环前缀，因此，在接收到所述光信号时需去除添加的循环前缀。

步骤s1706，对所述循环前缘去除后的操作信号进行串并转换操作，以生成对应的并行信号。

步骤s1708，所述并行信号进行fft操作，以生成对应的频域信号。在另一实施方式中，在所述生成所述频域信号后可对所述频域进行均衡操作，以消除信号传输过程中可能出现的信号畸变。

步骤s1710，对所述频域信号中奇数子载波信号进行第一类型的解调操作,以得到对应的奇数子载波信号。

步骤s1712，对所述频域信号进行ifft操作，以生成第一时域信。

步骤s1714，所述奇数子载波信号的频域信号进行ifft操作，以生成第二时域信号。

步骤s1716，对所述第二时域信号进行噪声估计操作，并输出第三时域信号。本实施方式中，通过根据所述第二时域信号估算所述第一时域信号中偶数子载波信号的噪声。

步骤s1718，根据所述第三时域信号对所述第一时域信号进行计算操作，以生成第四时域信号。本实施方式中，由于所述第一时域信号中包含了偶数子载波信号的时域信号及奇数子载波信号的时域信号，如此通过将第三时域信号与所述第一时域信号进行相减操作即可滤掉所述第一时域信号中偶数子载波信号的噪声，进而得到第四时域信号。

步骤s1720，对所述第四时域信号进行fft操作，以生成包含偶数子载波信号的频域信号。

步骤s1722，所述包含偶数子载波信号的频域信号进行解调操作后得到对应的偶数子载波信号。

步骤s1724，将奇数子载波信号及所述偶数子载波信号进行并串转换操作，以生成所述输出信号。

上述可见光通信系统及方法通过将所述输入信号分割为n个子载波信号，其中偶数子载波信号通过第一类型调制后由所述光发送单元中具有第一辐射角的中心子光源进行传输，有利于提高传输速率；奇数子载波信号通过第二类型调制后所述光发送单元中具有第二辐射角的边缘子光源进行传输，有利于降低传输的消耗功率，如此，输入信号通过具有不同辐射角的光发送单元进行传输时，相对于只通过一种类型的调制(如第一类型调制或第二类型调制)而言，可以提高传输速度或降低传输的功耗。另外，所述光源阵列中每一光发送单元的中心子光源的频带可以均相同，而所述光源阵列中任意相邻的光发送单元的边缘子光源的频带均不相同，如此不仅可以减少相邻光发送单元间的干扰，还可以提高光信号的传输速率。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的信息处理方法及装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的信息处理装置的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在相同处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在相同模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由同一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。