本发明专利技术提供一种基于MPPM和RS码的可见光通信系统，该系统采用RS纠错编码，其同时具有纠正随机错误和突发错误的能力，能够有效地纠正信号在可见光通信信道传输时产生的随机误码，同时通过改进RS纠错译码的结构提高硬件运行速率；采用MPPM编码调制，其具有更高的带宽利用率和更高的光功率利用率，同时通过改进MPPM编码调制的有效提高了可见光通信系统信号传输的抗多径及码间干扰能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光通信领域，更具体地，涉及一种基于MPPM和RS码的可见光通信系统。
技术介绍
可见光通信采用白光LED作为光源，利用灯光的明暗闪烁来传输信息，是一种照明 与通信相结合的新型通信技术。与射频通信相比，首先可见光通信带宽使用不受限，不需获 得相关管理机构的授权;其次可见光通信不产生电磁辐射同时不受电磁干扰影响;再次可 见光通信安全性更高，可以保证信息的安全性;最后无线光通信的设备假设灵活边界，且成 本低廉，适合大规模的普及与应用。 现有典型的可见光通信系统包括发送端和接收端，其中发送端主要包括信道编码 模块、数字调制模块、驱动电路模块以及可见光电源，接收端主要包括光敏原件、调理电路、 数字解调模块以及信道解码模块。在发射端，信号输入到信道编码器以后，按照码元映射规 则编码，编码后得到的信号序列由数字调制器进行调制，输出连续的调制波形，经驱动电路 后直接驱动可见光光源发光。在接收端，光敏元件将接收的光信号转换成与入射能量成比 例的光电流，该光电流经过调理电路调理成适合数字解调器电路的信号输入到数字解调器 中，经过数字解调器解调和信道译码器译码，最终恢复出信息。 目前在低速应用场景下，可见光通信系统主要00K(0n-0ff Key)或PPM(Position Plus Modulation)调制方案。00K是可用于可见光通信的最简单的调制方法，，虽有简单易 实现等诸多优点，但缺点也很明显，应用时它必须与PWM(Pulse-Width Modulation)调光一 起应用，只能用于要求不高的简单的通信系统，且系统码元速率较低，系统功率效率不高。 PPM虽然有较好的抑制码间干扰、信道性能较高等优点，但系统不灵活，其带宽需求是随着 信源比特的增加以指数的形式迅速增加的，大大增加了对系统的要求，系统变得复杂。两种 调制方案均无法在抑制码间干扰、带宽需求和系统功率效率等方面取得平衡。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于MPPM和RS码的可见光通信系统，该系统实现对信源的RS纠错 编码降低误码率，并且改进RS纠错编码算法结构，以及实现对信号的多位置脉冲调制 (Multi-Pulse Position Modulation，MPPM)，并且改进编码减少码间干扰。 为了达到上述技术效果，本专利技术的技术方案如下： 一种基于MPPM和RS码的可见光通信系统，包括用于发射可见光信号的发射模块和 用于接收可见光信号且将可见光转换为电信号的接收模块； 所述发射模块包括依次连接的扰码器模块，RS纠错编码模块，MPPM编码模块，LED 驱动模块和LED; 所述接收模块包括依次连接的光电接收转换模块，数字时钟恢复/数据提取模块， MPPM译码模块，RS纠错译码模块和解扰码模块。 进一步地，所述扰码器模块将阻止长串1和长串〇的出现，让位定时恢复、使信号频 谱弥散保持稳定;所述RS纠错编码模块对信道进行编码;所述MPPM编码模块对可见光通信 系统信号进行编码调制;所述LED驱动模块驱动LED进行可见光通信并对可见光编码调制信 号进行放大。进一步地，所述光电接收转换模块接收可见光调制信号并将可见光调制信号转换 为电信号并进行放大、滤波和限幅处理;所述MPPM译码模块，对处理后的电信号进行译码； 所述RS纠错译码模块纠正可见光通信过程中信号的突发错误;所述解扰码模块恢复扰码信 号。 进一步地，所述RS纠错编码模块包括相互连接的用于提供时钟的时钟模块，用于 控制RS编码信号输入和编码输出的计数/控制器和输出选择器，用于计算RS纠错编码的生 成多项式的编码除法器和用于缓存输入信号的缓存器。 进一步地，所述MPPM编码模块包括相互连接的用于信号串并转换的输入缓存器， 用于信号编码调制的映射编码模块和用于编码信号并串转换的输出缓存器。 进一步地，所述光电接收转换模块包括相互连接的用于将LED灯光转换为光电流 的光电二极管，用于将光电流转为电压且具有放大性能的前置跨阻放大器，用于滤除高频 噪声进行的多阶巴特沃斯低通滤波电路和用于电压放大和信号限幅整形的限幅放大电路。 进一步地，所述MPPM译码模块包括用于信号串并转换的输入缓存器；用于信号解 码解调模块;用于译码信号并串转换的输出缓存器。 其中，全数字时钟恢复/数据提取模块包括用于耦合发送模块时钟恢复接收模块 时钟的相位采集时钟选择(Phase Picking with Clock Selection，PPCS)模块；用于对数 据进行采样而实现数据提取的相位采集数据选择(Phase Picking with Data Selection， PPDS)模块。 进一步地，所述RS纠错译码模块包括相互连接的用于计算伴随多项式的的伴随多 项式生成模块，用于解关键方程求错误位置多项式和错误估计多项式的解关键方程模块， 用于利用错误位置多项式求错误位置值的钱氏搜索模块;用于利用错误估计多项式求出对 应错误值的Forney算法求错误值模块；用于校正错误的校正错误模块;用于输入数据缓存 的缓存模块。 与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是： 本专利技术采用RS纠错编码，其同时具有纠正随机错误和突发错误的能力，能够有效 地纠正信号在可见光通信信道传输时产生的随机误码，同时通过改进RS纠错译码的结构提 高硬件运行速率;采用MPPM编码调制，其具有更高的带宽利用率和更高的光功率利用率，同 时通过改进MPPM编码调制的有效提高了可见光通信系统信号传输的抗多径及码间干扰能 力。【附图说明】 图1是本专利技术所述基于MPPM和RS码的可见光通信系统结构框图；图2是本专利技术所述RS纠错编码模块结构图；图3是本专利技术所述MPPM编码模块结构图； 图4为本专利技术所述MPPM译码模块结构图；图5为本专利技术所述RS纠错译码模块结构图。【具体实施方式】 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制； 为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品 的尺寸； 对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解 的。 下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。 实施例1 如图1所示，本专利技术的基于MPPM和RS码的可见光通信系统10包括发射可见光信号 的发射模块11和用于接收可见光且将可见光转换为电信号的接收模块12。所述发射模块11 发射端，实现对输入信号进行信道编码器以后，按照码元映射规则编码调制，输出连续的调 制波形，经驱动电路后直接驱动可见光光源发光传输信号;所述接收模块12实现对光敏元 件接收的光信号转换成与入射能量成比例的光电流，光电流经过调理电路调理成适合数字 解调器电路的信号输入到数字解调器中，经过数字解调器解调和信道译码器译码，最终恢 复出信息。 所述发射模块11包括用于扰码从而避免长串1和长串0的出现以及让位定时恢复 的更加准确、使信号频谱弥散而保持稳定的扰码器模块111，用于信道编码提高传输可靠性 的RS纠错编码模块112,用于可见光通信系统信号编码调制的MPPM编码模块113,用于放大 编码调制信号并驱动LED进行可见光通信的LED驱动模块114,用于发送可见光信号的 LED 115;所述扰码模块111、RS纠错编码模块112、MPPM编码模块11本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于MPPM和RS码的可见光通信系统，其特征在于，包括用于发射可见光信号的发射模块和用于接收可见光信号且将可见光转换为电信号的接收模块；所述发射模块包括依次连接的扰码器模块，RS纠错编码模块，MPPM编码模块，LED驱动模块和LED；所述接收模块包括依次连接的光电接收转换模块，数字时钟恢复/数据提取模块，MPPM译码模块，RS纠错译码模块和解扰码模块。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陆许明，徐永键，谭洪舟，黄泽源，
申请(专利权)人：广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，中山大学花都产业科技研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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