一种基于光载无线通信系统协作信息传输的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于可见光通信MIMO系统协作信息传输的方法，属于光载无线通信和光信号传输技术领域，在支持VLC(Visible Light Communication)系统的通信设备中，信号由多根发射天线上LED阵列的不同颜色层发送出去，并通过多根接收天线或光电探测器接收，所述不同颜色层发送信号的方式和信息内容支持多种组合；同时，用于发送信号的LED阵列中不同颜色层发送信号的位置通过如下三种方式选择：(1)根据信道状态信息来选择；(2)通过LED阵列中的发射机和接收机根据预设规则来选择；(3)随机生成。本发明专利技术基于可见光通信系统，采用MIMO技术进行信息信号的传输，具有信息安全性高、防干扰、传输速度快、信道利用率高等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光载无线通信和光信号传输
，具体的涉及一种基于可见光通信MIMO系统协作信息传输的方法。
技术介绍
白光LED的问世，对LED成为21世纪新一代光源具有决定性意义，已经广泛应用于室内照明、室外街道、手机背光源和交通信号灯等领域。而目前得到白光最常见的方法是将红光、绿光和蓝光混合成白光，这种白光源叫做RGBLED。同时，LED还可以进行快速的光电调制，适合用来进行可见光通信。可见光通信技术(VisibleLightCommunication，VLC)是指利用可见光波段的光作为信息载体，不使用光纤等有线信道的传输介质，而在空气中直接传输光信号的通信方式。具有信息安全性高、频谱资源丰富、传输速度高等优势，被视为是未来无线通信技术的有力候补。相对于WiFi系统，它具有很宽的频谱利用范围、对电子仪器无电磁干扰和极大地提高了数据传输的安全性等优势。MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势。可见，MIMO技术非常适合于可见光通信系统中。其应用在可见光通信中主要有三个热点技术：一个是空间分集，也就是在收发端，均分别采用阵列形式传输数据，以减少时延造成的误码，提高信道可靠性；另一个是空间复用，也就是在发送端，采用分层空-时复用(BLAST)方式发送数据，可以成倍提高系统的吞吐量和数据传输速率；还有一个是波束赋型，也就是通过减小光源的视场角以精确信道指向性，从而降低相邻光源之间的信道间干扰(Inter-ChannelInterference，ICI)。目前，信息传输方式多种多样，信息在传输过程中或多或少存在受干扰、不稳定、传输慢、信息丢失等问题，且信道的利用率较低。
技术实现思路
1.要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题在于提供一种基于可见光通信MIMO系统协作信息传输的方法，其具有信息安全性高、防干扰、传输速度快、信道利用率高等优势。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采取如下技术方案：一种基于可见光通信MIMO系统协作信息传输的方法，在支持VLC系统的通信设备中，信号由多根发射天线上LED阵列的不同颜色层发送出去，并通过多根接收天线或光电探测器接收，所述不同颜色层发送信号的方式和信息内容支持多种组合；同时，用于发送信号的LED阵列中不同颜色层发送信号的位置通过如下三种方式选择：(1)根据信道状态信息来选择；(2)通过LED阵列中的发射机和接收机根据预设规则来选择；(3)随机生成。进一步地，所述不同颜色层发送信号的信息内容的多种组合在于：所述不同颜色层发送的信息内容为用于传输的数据，或用于检测信道的测量信号；且所述不同颜色层发送的信息内容在信号传递的一个周期内是相同的，或是不同的。进一步地，所述不同颜色层发送信号的方式的多种组合在于：所述LED的三种颜色层发送的信号相同；所述LED的一种颜色层发送的信号与另两种颜色层发送的信号不同；所述LED的三种颜色层发送的信号互不相同。所需发送的信号由各颜色层串行发送，或由至少两种颜色层叠加发送。进一步地，所述方式(1)具体为：在信号传递的一个周期内，从所述LED阵列的颜色层中选择一个信道状态信息较差的颜色层，即该颜色层所传输信号的信道质量较差或使用的是低阶调制编码方式。进一步地，所述方式(2)中预设规则在于：对于不支持无线通信系统的所述支持VLC系统的通信设备，所述预设规则是预先协定的规则静态获取，或是通过所述VLC系统的上下行动态分配；对于支持所述无线通信系统的所述支持VLC系统的通信设备，所述预设规则除了复用所述不支持无线通信系统的方式外，还能通过复用所述无线通信中的方式获取。所述复用无线通信中预定规则的获取方式包括：所述发射机和接收机为各种类型的基站，则所述发射机和接收机通过其接口获取所述预设规则；所述发射机和接收机为各种类型的终端，则所述发射机和接收机通过与所属基站建立连接来获取所述预设规则；所述发射机和接收机为基站和终端，则所述终端有三种获取预设规则的方式：方式一，所述基站通过广播信道将预设规则传送给所述终端；方式二，所述终端在发起随机接入过程中获取所述预设规则；方式三，所述终端通过与所述基站建立无线资源控制连接关系获取所述预设规则。3.有益效果本专利技术的发射天线上的不同颜色层发送信号的位置和信息内容支持多种组合；同时信号发送位置可通过多种方式获取。通过合理的分配及合理的使用不同颜色层发送不同的数据，分配不同用于发送信号的位置，有助于提高信道的利用率。本专利技术基于可见光通信系统，采用MIMO技术进行信息信号的传输，发送端、接收端均分别采用阵列形式传输数据，以减少时延造成的误码，提高信道可靠性；发送端采用分层空-时复用(BLAST)方式发送数据，可以成倍提高系统的吞吐量和数据传输速率。具有信息安全性高、频谱资源丰富、传输速度高等优势。本专利技术具有信息安全性高、防干扰、传输速度快、信道利用率高等优势。附图说明图1为本专利技术提供的信号传输方法的流程图；图2为本专利技术提供的信号传输方法的可见光MIMO原理框图；图3为实施例中提供的信号传输方法的一种3×3VLCMIMO不同颜色层信号叠加示意图，其中，阴影部分为颜色层；图4为实施例中提供的信号传输方法的一种4×4VLCMIMO不同颜色层信号叠加示意图，其中，阴影部分为颜色层。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。一种基于可见光通信MIMO系统协作信息传输的方法，如图1，在支持VLC系统的通信设备中，信号由m根发射天线上LED阵列的不同颜色层发送出去，并通过n根接收天线或光电探测器接收。多输入多输出(MIMO)技术采用多个发射机发送数据，同时多个接收机接收数据，可以显著提高系统的传输容量。所述不同颜色层发送信号的方式和信息内容支持多种组合：发送的信息内容为用于传输的数据，或用于检测信道的测量信息；且在信号传递的一个周期内，不同颜色层发送的信息内容可以是相同的，以提高可靠性(即分集作用)；也可以是不同的，以提高传输速率(即复用作用)。具体地，在某个时间周期内，同一根发射天线上某个LED发送信号的颜色分配方式，包括以下几种：所述LED的三种颜色层发送的信号相同；所述LED的一种颜色层发送的信号与另两种颜色层发送的信号不同；所述LED的三种颜色层发送的信号互不相同。而该支持VLC系统的通信设备发送的信号，既可以是三种颜色层发送的信号串行而成，也可以是至少两种颜色层发送的信号叠加而成。例如，得到白光的方法是将红光、绿光和蓝光混合，也就是将单色光LED进行组合，将它们发出的光混合成白光，这种白光源叫做RGBLED。同时，用于发送信号的LED阵列中不同颜色层发送信号的位置通过如下三种方式选择：(1)根据信道状态信息来选择：在信号传递的一个周期内，从所述LED阵列的颜色层中选择一个信道状态信息较差的颜色层，所述信道状态信息较差即该颜色层所传输信号的信道质量较差或使用的是低阶调制编码方式(比如比特装载)；(2)通过LED阵列中的发射机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于可见光通信MIMO系统协作信息传输的方法，在支持VLC系统的通信设备中，信号由多根发射天线上LED阵列的不同颜色层发送出去，并通过多根接收天线或光电探测器接收，其特征在于，所述不同颜色层发送信号的方式和信息内容支持多种组合；同时，用于发送信号的LED阵列中不同颜色层发送信号的位置通过如下三种方式选择：(1)根据信道状态信息来选择；(2)通过LED阵列中的发射机和接收机根据预设规则来选择；(3)随机生成。

【技术特征摘要】
1.一种基于可见光通信MIMO系统协作信息传输的方法，在支持VLC系统的通信设备中，信号由多根发射天线上LED阵列的不同颜色层发送出去，并通过多根接收天线或光电探测器接收，其特征在于，所述不同颜色层发送信号的方式和信息内容支持多种组合；同时，用于发送信号的LED阵列中不同颜色层发送信号的位置通过如下三种方式选择：(1)根据信道状态信息来选择；(2)通过LED阵列中的发射机和接收机根据预设规则来选择；(3)随机生成。2.根据权利要求1所述的一种基于可见光通信MIMO系统协作信息传输的方法，其特征在于，所述不同颜色层发送的信息内容为用于传输的数据，或用于检测信道的测量信号。3.根据权利要求2所述的一种基于可见光通信MIMO系统协作信息传输的方法，其特征在于，所述不同颜色层发送的信息内容在信号传递的一个周期内是相同的，或是不同的。4.根据权利要求1所述的一种基于可见光通信MIMO系统协作信息传输的方法，其特征在于，所述不同颜色层发送信号的方式在于，LED阵列颜色层的分配方法包括：所述LED的三种颜色层发送的信号相同；所述LED的一种颜色层发送的信号与另两种颜色层发送的信息不同；所述LED的三种颜色层发送的信号互不相同。5.根据权利要求4所述的一种基于可见光通信MIMO系统协作信息传输的方法，其特征在于，所述不同颜色层发送信号的方式在于：信号由各颜色层串行发送，或是由至少两种颜色层叠加发送。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，迟楠，朱从利，王昕，李超峰，科林，霍伊曼，
申请(专利权)人：格利尔数码科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32