可见光照度预均衡通信信道编解码方法技术

本发明专利技术公开了一种可见光照度预均衡通信信道编解码方法。建立一种可见光多选3+1路混合光通信收发装置，该装置包括：发射端和接收端。发射端包括：发射控制器、编码器、选频器、驱动器、光发射天线组；接收端包括：接收控制器、解码器、分频器、判决器、光接收天线组。方法从光发射天线组的n个发射天线和光接收天线组的n个接收天线中选择对应的4组作为在用的通信线路，并利用以上功能模块，结合选频序列、编解码表的使用，让装置的在用通信线路和编码信号的频繁切换，在一个可见光通信的多输入多输出的装置中，实现可见光通信信号的照度均衡，从而一定程度上提高了通信的安全性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光通信
，特别涉及一种可见光照度预均衡通信信道编解码方 法。
技术介绍
可见光通信是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信 号来传输信息的，将高速因特网的电线装置连接在照明装置上，插入电源插头即可使用。 由于该通信技术的光可见性，光照度的明显变化会增加人眼的敏感度和设备的可 侦测度，降低通信的隐蔽性，会带来一定的信息安全隐患。 处于以上考虑，本专利技术提出一种，在可见 光通信信道中，采用了均衡技术，在信号的发送端以可见光信号的编码方式，达到照度预均 衡的目的，从而一定程度上提高光照的稳定性和信号的隐蔽性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。 具体步骤为： (1)建立一种可见光多选3+1路混合光通信收发装置，该装置包括:发射端和接收 端。发射端包括:发射控制器、编码器、发射时钟、选频器、驱动器、光发射天线组。光发射天 线组含有η个光发射天线，每一个光发射天线都包含发射滤镜和LED;接收端包括接收控制 器、解码器、接收时钟、分频器、判决器和光接收天线组;光接收天线组含有η个光接收天线， 每一个光接收天线都包含接收滤镜和光电接收器;其中，η为大于或者等于4的自然数。 发射控制器分别与编码器、选频器、发射时钟电连接;光发射天线组分别与选频 器、驱动器电连接;驱动器与发射时钟电连接。 接收控制器分别与解码器、分频器、接收时钟电连接;光接收天线组分别与分频 器、判决器电连接;判决器与接收时钟电连接。 发射滤镜和接收滤镜都采用带通滤镜。带通滤镜只能通过某个波长范围内的光， 用于滤除掉这个波长范围以外的光。光发射天线和光接收天线的光信号通带，取决于所使 用的带通滤镜的通带范围，即取决于带通滤镜可通过的光波长范围。 光发射天线组满足条件:第1个光发射天线的光信号通带包括可见光范围，第2个、 第n-m个、第η个光发射天线的光信号通带都是第1个的子集，且第2个、第n-m个、第η个的各 光发射天线的光信号通带没有交集。m为小于η且大于0的自然数，且n-m不等于1和2。 发射控制器，用于从外部设备获取数据，并将获取的数据按照8位二进制的一个字 节为单位划分，每次向编码器输出一个字节的数据，对于划分的最后一组数据不足8位二进 制的，将有效数据置于高位，后面的低位用〇补足8位。同时，给编码器输出补位指令，给选频 器发出选频指令，给发射时钟发送驱动时钟指令。 选频指令，用于指示选频器，选择当前数据发送所采用的光发射天线。 补位指令，用于向编码器说明最后一个分组有多少位是补位，并用于说明发射控 制器从外部设备获取的数据发送完毕。 驱动时钟指令，用于指示发射时钟，确定发射时钟驱动光发射天线发射光信号应 采用的驱动时钟周期。 发射时钟，用于确定发射端发送光信号的速度，接收发射控制器的驱动时钟指令， 并生成给驱动器提供驱动光发射天线发射光信号的时钟信号，时钟信号为一段占空比为 50%的方波信号，方波的频率根据发射控制器的驱动时钟指令决定。 编码器，用于接收发射控制器输出的数据和补位指令，将由发射控制器输入的一 个字节的8位二进制数，分成高四位和低四位的两组，对照编解码规则表1，将高四位所对应 的16个4位二进制数按照Bin列的值，对应到编解码规则表1的第1至16行，再对照编解码规 则表2,将低四位所对应的16个4位二进制数按照Bin列的值，对应到编解码规则表2的第1至 16行;对于发射控制器发来的最后一个字节，编码器根据发射控制器发来的补位指令，确定 所采用的补位编码为:如果高4位有补位，则首先对照编解码规则表1按照Bin列的值确定所 采用的对应行，再根据补位的数量，对照编解码规则表3的BB列的值确定所采用的对应行； 如果高4位无补位，而低4位有补位，则首先对照编解码规则表1按照Bin列的值确定高4位所 采用的对应行，对照编解码规则表2按照Bin列的值确定低4位所采用的对应行，再根据补位 的数量，对照编解码规则表3的Bin列的值确定所采用的对应行;编解码规则表1、编解码规 则表2、编解码规则表3中的每一行的Sl列、S2列、S3列、S4列的4个4位二进制数，用作为驱动 器驱动4个光发射天线LED的驱动信号。使得要发送的一个字节数据对应为2组4个4位二进 制数，再按先高4位后低4位的顺序，先后输出这2组4位二进制数所对应的Sl列、S2列、S3列、 S4列的4个4位二进制数;对于最后一个字节，如果高4位有补位，则按照先高四位后补位的 先后顺序输出；如果高4位无补位，而低4位有补位，则按先高四位后低4位再补位的先后顺 序输出。 选频器，用于提供选频序列，并根据选频序列，在η个光发射天线中选择第1个光发 射天线为第1路通信线路和剩余η-1个光发射天线中的任意3个光发射天线作为通信的第2 路、第3路、第4路通彳目线路。 驱动器，用于根据编码器输出的4个4位二进制数的"Γ和"0"信号，以及选频器选 择的4路通信线路，用这4个4位二进制数分别驱动选频器选择的4路通信线路上的光发射天 线，以LED亮度不同的两种状态分别表示T和"0"，发送光信号。 驱动器，在用每个由编码器输入的4位二进制数驱动光发射天线时，由发射时钟提 供驱动时钟，将这个4位二进制数按照从左到右的顺序，每一个时钟周期输出一位，依次驱 动 LED0 驱动器，驱动LED用亮度不同的两种状态分别表示"Γ和"0"，同时还要保证驱动 LED发出的光信号的光强度还满足:对于4路通信线路在发射端的4个发射天线发出的光信 号"Γ在到达接收端时的光强度保持一致，发出的光信号"0"在到达接收端时的光强度也保 持一致。 光发射天线，用于在驱动器控制下，用LED亮度不同的两种状态变化产生光信号， 并经过发射滤镜过滤后，以某一个波长范围的光信号发送出去。光接收天线，用于接收来自发射端发出的光信号。 光接收天线组满足条件:每个光接收天线的光信号通带都不同。第1个光接收天线 的光信号通带包括可见光范围，第2个、第n-m个、第η个光接收天线的光信号通带都是第1个 的子集，且第2个、第n-m个、第η个的各光接收天线的光信号通带没有交集。同时，第1个光接 收天线的光信号通带，又是第1个发射滤镜光信号通带的子集;第2个光接收天线的光信号 通带，又是第2个发射滤镜信号通带的子集;第n-m个光接收天线的光信号通带，又是第n-m 个发射滤镜信号通带的子集;第η个光接收天线的光信号通带，又是第η个发射滤镜光信号 通带的子集。 分频器，用于根据分频指令提供选频序列，并根据选频序列，在η个光接收天线中 选择第1个光接收天线为第1路通信线路和剩余η-1个光接收天线中的任意三个光接收天线 作为通信的第2路、第3路、第4路通信线路。使得接收端选用的4个光接收天线所覆盖的光信 号通带能分别与4个光发射天线的光信号通带对应:接收端的第1路通信线路的光接收天线 能接收到发射端的第1路、第2路、第3路、第4路通信线路的4个光发射天线发送的光信号;接 收端的第2路通信线路的光接收天线的能接收到发射端的第1路、第2路通信线路的2个光发 射天线发送的光信号;接收端的第3路通信线路的光接收天线的能接收到发射端的第1路、 第3路通信线路的2个光发射天线发送的光信号;接收端的第4路通信线路的光接收天线的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光照度预均衡通信信道编解码方法，其特征在于具体步骤为：(1)建立一种可见光多选3+1路混合光通信收发装置，该装置包括：发射端和接收端；发射端包括：发射控制器、编码器、发射时钟、选频器、驱动器、光发射天线组；光发射天线组含有n个光发射天线，每一个光发射天线都包含发射滤镜和LED；接收端包括接收控制器、解码器、接收时钟、分频器、判决器和光接收天线组；光接收天线组含有n个光接收天线，每一个光接收天线都包含接收滤镜和光电接收器；其中，n为大于或者等于4的自然数；发射控制器分别与编码器、选频器、发射时钟电连接；光发射天线组分别与选频器、驱动器电连接；驱动器与发射时钟电连接；接收控制器分别与解码器、分频器、接收时钟电连接；光接收天线组分别与分频器、判决器电连接；判决器与接收时钟电连接；发射滤镜和接收滤镜都采用带通滤镜；带通滤镜只能通过某个波长范围内的光，用于滤除掉这个波长范围以外的光；光发射天线和光接收天线的光信号通带，取决于所使用的带通滤镜的通带范围，即取决于带通滤镜可通过的光波长范围；光发射天线组满足条件：第1个光发射天线的光信号通带包括可见光范围，第2个、第n‑m个、第n个光发射天线的光信号通带都是第1个的子集，且第2个、第n‑m个、第n个的各光发射天线的光信号通带没有交集；m为小于n且大于0的自然数，且n‑m不等于1和2；发射控制器,用于从外部设备获取数据，并将获取的数据按照8位二进制的一个字节为单位划分，每次向编码器输出一个字节的数据，对于划分的最后一组数据不足8位二进制的，将有效数据置于高位，后面的低位用0补足8位；同时，给编码器输出补位指令，给选频器发出选频指令，给发射时钟发送驱动时钟指令；选频指令，用于指示选频器，选择当前数据发送所采用的光发射天线；补位指令，用于向编码器说明最后一个分组有多少位是补位，并用于说明发射控制器从外部设备获取的数据发送完毕；驱动时钟指令，用于指示发射时钟，确定发射时钟驱动光发射天线发射光信号应采用的驱动时钟周期；发射时钟，用于确定发射端发送光信号的速度，接收发射控制器的驱动时钟指令，并生成给驱动器提供驱动光发射天线发射光信号的时钟信号，时钟信号为一段占空比为50％的方波信号，方波的频率根据发射控制器的驱动时钟指令决定；编码器，用于接收发射控制器输出的数据和补位指令，将由发射控制器输入的一个字节的8位二进制数，分成高四位和低四位的两组，对照编解码规则表1，将高四位所对应的16个4位二进制数按照Bin列的值，对应到编解码规则表1的第1至16行，再对照编解码规则表2，将低四位所对应的16个4位二进制数按照Bin列的值，对应到编解码规则表2的第1至16行；对于发射控制器发来的最后一个字节，编码器根据发射控制器发来的补位指令，确定所采用的补位编码为：如果高4位有补位，则首先对照编解码规则表1按照Bin列的值确定所采用的对应行，再根据补位的数量，对照编解码规则表3的BB列的值确定所采用的对应行；如果高4位无补位，而低4位有补位，则首先对照编解码规则表1按照Bin列的值确定高4位所采用的对应行，对照编解码规则表2按照Bin列的值确定低4位所采用的对应行，再根据补位的数量，对照编解码规则表3的Bin列的值确定所采用的对应行；编解码规则表1、编解码规则表2、编解码规则表3中的每一行的S1列、S2列、S3列、S4列的4个4位二进制数，用作为驱动器驱动4个光发射天线LED的驱动信号；使得要发送的一个字节数据对应为2组4个4位二进制数，再按先高4位后低4位的顺序，先后输出这2组4位二进制数所对应的S1列、S2列、S3列、S4列的4个4位二进制数；对于最后一个字节，如果高4位有补位，则按照先高四位后补位的先后顺序输出；如果高4位无补位，而低4位有补位，则按先高四位后低4位再补位的先后顺序输出；选频器，用于提供选频序列，并根据选频序列，在n个光发射天线中选择第1个光发射天线为第1路通信线路和剩余n‑1个光发射天线中的任意3个光发射天线作为通信的第2路、第3路、第4路通信线路；驱动器，用于根据编码器输出的4个4位二进制数的“1”和“0”信号，以及选频器选择的4路通信线路，用这4个4位二进制数分别驱动选频器选择的4路通信线路上的光发射天线，以LED亮度不同的两种状态分别表示“1”和“0”，发送光信号；驱动器，在用每个由编码器输入的4位二进制数驱动光发射天线时，由发射时钟提供驱动时钟，将这个4位二进制数按照从左到右的顺序，每一个时钟周期输出一位，依次驱动LED；驱动器，驱动LED用亮度不同的两种状态分别表示“1”和“0”，同时还要保证驱动LED发出的光信号的光强度还满足：对于4路通信线路在发射端的4个发射天线发出的光信号“1”在到达接收端时的光强度保持一致，发出的光信号“0”在到达接收端时的光强度也保持一致；光发射天线，...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓健志，程小辉，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45