一种室内可见光通信调制方法技术

本发明专利技术公开了一种室内可见光通信调制方法，在室内固定位置布置LED灯和接收设备，且LED灯对准接收设备的光检测器，设定LED灯的峰值发射功率为固定值，通过采用混合MPPM调制、盲检测技术和MPPM解调器，实现更优的误码率性能，采用基于人工神经网络的信道均衡器来改善误码率性能，人工神经网络的类型为前馈反向传播多层感知机，信道均衡器采用的是判决反馈均衡器，本发明专利技术提供的调制方法可牺牲部分BER性能，带来更高的传输速率，在相同的信噪比条件下，本发明专利技术提供的调制方法与标准中OOK调制加冗余符号的方案相比有更优的BER性能。

【技术实现步骤摘要】
一种室内可见光通信调制方法
本专利技术涉及可见光通信
，具体涉及一种室内可见光通信调制方法。
技术介绍
可见光通信技术近年来逐渐成为通信领域研究的热点。可见光通信技术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。LED可见光通信是基于可见光发光二极管比荧光灯和白炽灯切换速度快的特点，利用配备LED的室内外大型显示屏、照明设备、信号器和汽车前尾灯等发出的用肉眼观察不到的高速调制光波信号来对信息调制和传输，然后利用光电二极管等光电转换器件接收光载波信号并获得信息。光通信可以和照明系统相结合，提供高速率的通信以满足人们在室内使用手机，笔记本电脑等电子设备的需求，同时可以节约能源，对人体没有损害。支持照明亮度调节是可见光通信关于能量效率的一个重要考虑，当使用者调节光源的时候，通信应当能够维持。人眼感应低亮度的光时，会增大瞳孔允许更多的光进入，这使得通信系统应当支持一个大范围的亮度调节。一般有两种方法来控制系统发送端的照明亮度：一是改变发送符号的幅度，二是改变发送符号序列中‘1’的个数和‘0’的个数。标准IEEE802.15.7采用的是第二种方法，一帧符号中固定一定长度的符号用来发送OOK(开关键控调幅体制)调制符号，剩余的符号不用来发送信息，通过发送某个数量的‘1’和‘0’来保持一帧符号的占空比。可见，标准中的调制方案带来了一定的冗余度。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了克服现有技术不足，现提出一种室内可见光通信调制方法，采用混合MPPM调制技术，在支持亮度调节的基础上，充分利用标准中调制方案的冗余符号，以提供更优的误码率性能。(二)技术方案本专利技术通过如下技术方案实现：本专利技术提出了一种室内可见光通信调制方法，在室内固定位置布置LED灯和接收设备，且LED灯对准接收设备的光检测器，设定LED灯的峰值发射功率为固定值，通过采用混合MPPM调制、盲检测技术和MPPM解调器，实现更优的误码率性能，采用基于人工神经网络的信道均衡器来改善误码率性能，人工神经网络的类型为前馈反向传播多层感知机，信道均衡器采用的是判决反馈均衡器。进一步的，所述混合MPPM调制具体为：对于某一照明亮度等级，在一帧数据中，部分数据采用n-MPPM调制，剩余数据采用(n+1)-MPPM调制，N-MPPM调制表示从M个时隙中选取N个时隙进行数据传输，1≤Na)根据实际系统中对照明亮度控制范围的需求，选取参数M，这样混合MPPM调制支持的照明亮度范围为b)根据选定的M，每个N-MPPM调制符号可以表示最多B＝log2比特符号的信息，在支持照明亮度范围相同的前提下，采用混合MPPM调制的传输效率至少和OOK调制加冗余符号的调制方式相等；c)对于某一照明亮度等级P，有则对应该照明亮度等级P，在一帧数据中，采用n-MPPM调制的数据比例为a，采用(n+1)-MPPM调制的数据比例为b，满足：a+b＝1，a＝1-P×M+n，b＝P×M-n；设一帧数据的长度为L，经过混合MPPM调制后的符号包含S个混合MPPM调制符号，则应当满足S×amodT＝0和S×bmodT＝0，T≥100，T表示接收端盲检测时做一次能量累加的符号数；d)根据步骤(c)中的方法，计算各个照明亮度等级下的每种N-MPPM调制符号在整个混合MPPM调制符号中所占的比例；发射端根据当前的照明亮度等级，采用对应的混合MPPM调制方式进行调制，在调制过程中，N-MPPM调制符号和比特符号的映射方式满足格雷准则；e)采用交织器对混合MPPM调制后产生的N-MPPM调制符号进行交织，通过发射端发送，通过接收端接收，再采用解交织器对N-MPPM调制符号进行解交织。(三)有益效果本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：本专利技术提到的一种室内可见光通信调制方法，能够充分利用发送端的信号能量，当支持大范围的亮度调节时，标准中OOK调制加冗余符号的方案会引入大量的冗余符号，能量利用率低，在良好的通信条件下，本专利技术提供的调制方法可牺牲部分BER性能，带来更高的传输速率，在相同的信噪比条件下，本专利技术提供的调制方法与标准中OOK调制加冗余符号的方案相比有更优的BER性能。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种室内可见光通信调制方法，在室内固定位置布置LED灯和接收设备，且LED灯对准接收设备的光检测器，设定LED灯的峰值发射功率为固定值，通过采用混合MPPM调制、盲检测技术和MPPM解调器，实现更优的误码率性能，采用基于人工神经网络的信道均衡器来改善误码率性能，人工神经网络的类型为前馈反向传播多层感知机，信道均衡器采用的是判决反馈均衡器。其中，所述混合MPPM调制具体为：对于某一照明亮度等级，在一帧数据中，部分数据采用n-MPPM调制，剩余数据采用(n+1)-MPPM调制，N-MPPM调制表示从M个时隙中选取N个时隙进行数据传输，1≤N根据实际系统中对照明亮度控制范围的需求，选取参数M，这样混合MPPM调制支持的照明亮度范围为根据选定的M，每个N-MPPM调制符号可以表示最多B＝log2比特符号的信息，在支持照明亮度范围相同的前提下，采用混合MPPM调制的传输效率至少和OOK调制加冗余符号的调制方式相等；对于某一照明亮度等级P，有则对应该照明亮度等级P，在一帧数据中，采用n-MPPM调制的数据比例为a，采用(n+1)-MPPM调制的数据比例为b，满足：a+b＝1，a＝1-P×M+n，b＝P×M-n设一帧数据的长度为L，经过混合MPPM调制后的符号包含S个混合MPPM调制符号，则应当满足S×amodT＝0和S×bmodT＝0，T≥100，T表示接收端盲检测时做一次能量累加的符号数；根据步骤(c)中的方法，计算各个照明亮度等级下的每种N-MPPM调制符号在整个混合MPPM调制符号中所占的比例；发射端根据当前的照明亮度等级，采用对应的混合MPPM调制方式进行调制，在调制过程中，N-MPPM调制符号和比特符号的映射方式满足格雷准则；采用交织器对混合MPPM调制后产生的N-MPPM调制符号进行交织，通过发射端发送，通过接收端接收，再采用解交织器对N-MPPM调制符号进行解交织。上面所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的构思和范围进行限定。在不脱离本专利技术设计构思的前提下，本领域普通人员对本专利技术的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本专利技术的保护范围，本专利技术请求保护的
技术实现思路
，已经全部记载在权利要求书中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内可见光通信调制方法，其特征在于：在室内固定位置布置LED灯和接收设备，且LED灯对准接收设备的光检测器，设定LED灯的峰值发射功率为固定值，通过采用混合MPPM调制、盲检测技术和MPPM解调器，实现更优的误码率性能，采用基于人工神经网络的信道均衡器来改善误码率性能，人工神经网络的类型为前馈反向传播多层感知机，信道均衡器采用的是判决反馈均衡器。

【技术特征摘要】
1.一种室内可见光通信调制方法，其特征在于：在室内固定位置布置LED灯和接收设备，且LED灯对准接收设备的光检测器，设定LED灯的峰值发射功率为固定值，通过采用混合MPPM调制、盲检测技术和MPPM解调器，实现更优的误码率性能，采用基于人工神经网络的信道均衡器来改善误码率性能，人工神经网络的类型为前馈反向传播多层感知机，信道均衡器采用的是判决反馈均衡器。2.根据权利要求1所述的一种室内可见光通信调制方法，其特征在于：所述混合MPPM调制具体为：对于某一照明亮度等级，在一帧数据中，部分数据采用n-MPPM调制，剩余数据采用(n+1)-MPPM调制，N-MPPM调制表示从M个时隙中选取N个时隙进行数据传输，1≤Na)根据实际系统中对照明亮度控制范围的需求，选取参数M，这样混合MPPM调制支持的照明亮度范围为M≥4；b)根据选定的M，每个N-MPPM调制符号可以表示最多比特符号的信息，在支持照明亮度范围相同的前提下，采用混合MPPM调制...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瞻枫，
申请(专利权)人：杨瞻枫，
类型：发明
国别省市：福建,35