可见光调制方法、解调方法及设备技术

一种可见光调制方法、解调方法及设备，该可见光调制方法包括：对第一数据流进行颜色调制，获得多种颜色光路中每种颜色光路的光强；针对所述多种颜色光路上的数据流，使用正交频分复用OFDM的调制方式，在每种颜色光路对应的调制带宽上分别对该颜色光路上的数据流调制，获得每种颜色光路的OFDM信号；将所述每种颜色光路的光强叠加到对应颜色光路的OFDM信号上，获得每种颜色光路上的发送信号，并通过波分复用方式在所述颜色光路对应的光信道上进行发送。本发明专利技术充分利用了可见光多色光路的物理特性，并能够在频域利用复数空间的自由度提高数据传输效率。据传输效率。据传输效率。

【技术实现步骤摘要】
可见光调制方法、解调方法及设备


[0001]本专利技术涉及可见光通信(Visible Light Communication，VLC)
，具体涉及一种可见光调制方法、解调方法及设备。

技术介绍

[0002]VLC技术是一种能在保证发光二极管(Light
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emitting Diode，LED)照明功能前提下，实现信息高速传输的通信技术。它主要通过强度调制(Intensity Modulation，IM)和直接检测(Direct Detection，DD)技术，利用人眼不可察觉的快速光强变化来实现信息的传输，做到同时支持照明和通信。它具有高速率、宽频谱且无需授权，高安全性、低成本以及无电磁干扰的特性。
[0003]可见光通信调制技术包括单载波调制、多载波调制和颜色调制等几大类，其中多载波调制与颜色调制是目前最为常用的调制方法。
[0004]其中，在单载波调制中，脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation，PAM)和脉冲位置调制(Pulse Position Modulation，PPM)分别通过脉冲载波的幅度和位置变化携带信息。
[0005]在多载波调制中，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)作为多载波调制的代表性技术，可以有效应用于可见光通信以实现宽带高速数据传输，其基本思想是将高速串行数据变换成多路相对低速的并行数据调制到每个子信道上进行传输。
[0006]颜色调制主要利用多色光源不同波长的光同时携带多组数据流以提升系统数据率，其中，色移键控(Color Shift Keying，CSK)调制是一种使用红、绿、蓝(Red、Green、Blue，RGB)三色LED光源，通过控制在三个颜色带宽上的光强以及三种颜色光成分的组合比例来实现信息传输的调制方式，调制过程中通过控制三色光的瞬时总强度不变，避免产生影响照明体验的灯光闪烁效应。另外，CSK调制使用的是RGB
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LED作为发射光源，它相比传统用于VLC系统的荧光粉LED光源具有更高的调制带宽，能以更高的频率实现光强的变化。由于CSK的光功率约束条件，CSK的星座点被限制在一个三维平面上。在CSK调制中，数据比特首先被映射为色度值，然后根据色度值计算出对应三色光的强度，然后通过多色光源进行数据传输。色移键控调制技术还可以同时保证兼顾照明需求，有效的颜色波段和强度组合才能用于信号调制。
[0007]单载波调制方式简单，最常见的调制方法是开关键控(On
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Off Keying，OOK)技术，其缺点是带宽效率较低，只能作为低速VLC的候选方案。多载波调制与传统无线通信调制方法相似，但是没有充分利用可见光多色光路的物理特性，同时还需额外考虑其他技术兼顾照明需求。颜色调制只能调制各路光色的强度，使得复数空间的自由度没有得到充分利用。

技术实现思路

[0008]本专利技术的至少一个实施例提供了一种可见光调制方法、解调方法、终端及网络设
备，充分利用了可见光多色光路的物理特性，并能够在频域利用复数空间的自由度提高数据传输效率。
[0009]根据本专利技术的一个方面，至少一个实施例提供了一种可见光调制方法，包括：
[0010]对第一数据流进行颜色调制，获得多种颜色光路中每种颜色光路的光强；
[0011]针对所述多种颜色光路上的数据流，使用正交频分复用OFDM的调制方式，在每种颜色光路对应的调制带宽上分别对该颜色光路上的数据流调制，获得每种颜色光路的OFDM信号；
[0012]将所述每种颜色光路的光强叠加到对应颜色光路的OFDM信号上，获得每种颜色光路上的发送信号，并通过波分复用方式在所述颜色光路对应的光信道上进行发送。
[0013]此外，根据本专利技术的至少一个实施例，所述对第一数据流进行颜色调制，包括：
[0014]对所述第一数据流的数据进行色移键控CSK处理，得到对应的色度值；
[0015]根据所述色度值，计算出每种颜色光路的光强。
[0016]此外，根据本专利技术的至少一个实施例，针对所述多种颜色光路上的数据流，使用正交频分复用OFDM的调制方式，在每种颜色光路对应的调制带宽上分别对该颜色光路上的数据流调制，包括：
[0017]在每种颜色光路对应的调制带宽上，分别对每种颜色光路上的数据流进行频域映射处理和反向快速傅里叶变换处理。
[0018]此外，根据本专利技术的至少一个实施例，在所述频域映射处理和反向快速傅里叶变换处理之间还包括：对所述频域映射处理得到的信号进行串并转换处理；
[0019]在反向快速傅里叶变换处理之后还包括：对所述反向快速傅里叶变换处理得到的信号添加循环前缀CP并进行并串转换处理。
[0020]此外，根据本专利技术的至少一个实施例，所述OFDM的调制为直流偏置光DCO
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OFDM多载波调制，所述将所述每种颜色光路的光强叠加到对应颜色光路的OFDM信号上，包括以下叠加方式中的任一种：
[0021]第一叠加方式：分别计算每种颜色光路的光强与对应颜色光路的OFDM信号的第一乘积，并将所述第一乘积与预定直流分量相加，得到每种颜色光路上的待发送信号；
[0022]第二叠加方式：分别将每种颜色光路的光强、对应颜色光路的OFDM信号和预定直流分量相加，得到每种颜色光路上的待发送信号；
[0023]第三叠加方式：分别将每种颜色光路的OFDM信号与预定直流分量相加，得到和值，计算所述和值与对应颜色光路的光强的乘积，得到每种颜色光路上的待发送信号；
[0024]第四叠加方式：分别计算每种颜色光路的光强与预定直流分量的第二乘积，并将所述第二乘积与对应颜色光路的OFDM信号相加，得到每种颜色光路上的待发送信号。
[0025]此外，根据本专利技术的至少一个实施例，所述OFDM的调制为非对称限幅光ACO
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OFDM多载波调制或翻转Flip
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OFDM多载波调制，所述将所述每种颜色光路的光强叠加到对应颜色光路的OFDM信号上，包括以下叠加方式中的任一种：
[0026]第五叠加方式：分别计算每种颜色光路的光强与对应颜色光路的OFDM信号的第三乘积，得到每种颜色光路上的待发送信号；
[0027]第六叠加方式：分别将每种颜色光路的光强与对应颜色光路的OFDM信号相加，得到每种颜色光路上的待发送信号。
[0028]此外，根据本专利技术的至少一个实施例，所述颜色调制时所述第一数据流的第一采样频率，与每种颜色光路上的数据流进行OFDM的调制时的第二采样频率相同，或者，所述第一采样频率为第二采样频率的N倍，或者，所述第二采样频率为第一采样频率的N倍，所述N为大于1的整数。
[0029]根据本专利技术的另一方面，至少一个实施例提供了一种可见光解调方法，应用于第二设备，包括：
[0030]接收第一设备在多种颜色光路中每种颜色光路上的发送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可见光调制方法，其特征在于，包括：对第一数据流进行颜色调制，获得多种颜色光路中每种颜色光路的光强；针对所述多种颜色光路上的数据流，使用正交频分复用OFDM的调制方式，在每种颜色光路对应的调制带宽上分别对该颜色光路上的数据流调制，获得每种颜色光路的OFDM信号；将所述每种颜色光路的光强叠加到对应颜色光路的OFDM信号上，获得每种颜色光路上的发送信号，并通过波分复用方式在所述颜色光路对应的光信道上进行发送。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对第一数据流进行颜色调制，包括：对所述第一数据流的数据进行色移键控CSK处理，得到对应的色度值；根据所述色度值，计算出每种颜色光路的光强。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对所述多种颜色光路上的数据流，使用正交频分复用OFDM的调制方式，在每种颜色光路对应的调制带宽上分别对该颜色光路上的数据流调制，包括：在每种颜色光路对应的调制带宽上，分别对每种颜色光路上的数据流进行频域映射处理和反向快速傅里叶变换处理。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述频域映射处理和反向快速傅里叶变换处理之间还包括：对所述频域映射处理得到的信号进行串并转换处理；在反向快速傅里叶变换处理之后还包括：对所述反向快速傅里叶变换处理得到的信号添加循环前缀CP并进行并串转换处理。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述OFDM的调制为直流偏置光DCO
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OFDM多载波调制，所述将所述每种颜色光路的光强叠加到对应颜色光路的OFDM信号上，包括以下叠加方式中的任一种：第一叠加方式：分别计算每种颜色光路的光强与对应颜色光路的OFDM信号的第一乘积，并将所述第一乘积与预定直流分量相加，得到每种颜色光路上的待发送信号；第二叠加方式：分别将每种颜色光路的光强、对应颜色光路的OFDM信号和预定直流分量相加，得到每种颜色光路上的待发送信号；第三叠加方式：分别将每种颜色光路的OFDM信号与预定直流分量相加，得到和值，计算所述和值与对应颜色光路的光强的乘积，得到每种颜色光路上的待发送信号；第四叠加方式：分别计算每种颜色光路的光强与预定直流分量的第二乘积，并将所述第二乘积与对应颜色光路的OFDM信号相加，得到每种颜色光路上的待发送信号。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述OFDM的调制为非对称限幅光ACO
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OFDM多载波调制或翻转Flip
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OFDM多载波调制，所述将所述每种颜色光路的光强叠加到对应颜色光路的OFDM信号上，包括以下叠加方式中的任一种：第五叠加方式：分别计算每种颜色光路的光强与对应颜色光路的OFDM信号的第三乘积，得到每种颜色光路上的待发送信号；第六叠加方式：分别将每种颜色光路的光强与对应颜色光路的OFDM信号相加，得到每种颜色光路上的待发送信号。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颜色调制时所述第一数据流的第一采样频率，与每种颜色光路上的数据流进行OFDM的调制时的第二采样频率相同，或者，所述第一采样频率为第二采样频率的N倍，或者，所述第二采样频率为第一采样频率的N倍，所述N为大于1的整数。8.一种可见光解调方法，应用于第二设备，其特征在于，包括：接收第一设备在多种颜色光路中每种颜色光路上的发送信号；通过颜色解调，从所述多种颜色光路的信号中解调出第二数据流；在每种颜色光路对应的调制带宽上，分别对该颜色光路上的数据流进行OFDM的解调，得到每种颜色光路上的数据流；其中，每种颜色光路上的发送信号是第一设备通过波分复用方式在每种颜色光路对应的光信道上发送的，每种光信道上的发送信号是按照预设叠加方式，在对应颜色光路的OFDM信号上叠加对应颜色光路的光强得到的，每种颜色光路的OFDM信号是针对所述多种颜色光路上的数据流，使用OFDM的调制方式，在每种颜色光路对应的调制带宽上分别对该颜色光路上的数据流调制得到的。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述OFDM的调制为DCO
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OFDM多载波调制，且所述预设叠加方式为第一叠加方式；所述通过颜色解调，从所述多种颜色光路的信号中解调出第二数据流，包括：检测每种颜色光路上的发送信号的功率的方差值，根据所述功率的方差值的比值所对应的CSK星座图进行颜色域的解调，得到所述第二数据流；或者，检测每种颜色光路上的发送信号的直流分量强度的方差值，根据所述直流分量强度的方差值的比值所对应的CSK星座图进行颜色域的解调，得到所述第二数据流；其中，所述第一叠加方式为：计算每种颜色光路的光强与对应颜色光路的OFDM信号的第一乘积，并将所述第一乘积与预定直流分量相加。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述OFDM的调制为DCO
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OFDM多载波调制，且所述预设叠加方式为第二叠加方式、第三叠加方式或第四叠加方式；或者，所述OFDM的调制为ACO
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OFDM多载波调制或Flip
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OFDM多载波调制，且所述预设叠加方式为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王菡凝，董静，王笑千，夏亮，
申请(专利权)人：中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：