【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于可见光通信，涉及到一种可见光信号的通信方法，具体涉及到一种复眼式可见光多址通信方法。
技术介绍
1、近年来，基于发光二极管(light emitting diode，led)的照明技术发展迅速，因其具有优良的照明特性和调制特性已经开始取代传统的白炽灯光源，逐渐在各个领域得到应用。其中，可见光通信(visible light communication，vlc)技术充分发挥了led照明与通信的双重功能，通过led发出高速的人眼无法感知的亮灭信号来传输信息，具有频谱资源丰富、无电磁辐射、绿色环保等传统的射频通信技术所无法比拟的优势。
2、针对在信道环境复杂、信道特性不变的空间场景下进行通信的需求，相较于使用有缆化通信和传统的射频通信技术，采用可见光通信技术则能够很好地克服该环境内电磁环境复杂的困难，实现空间内各设备间的信息交互功能。然而，现如今在vlc系统中通过单个光电二极管(photodiode，pd)实现通信传输时，其最大的数据通信速率无法满足更高速的通信要求，但若使用多个pd进行多光源vlc的通信时，则能够有效地提升vlc系统整体的通信性能。因此对于vlc系统的通信速率提升问题，需要充分结合所应用的空间场景特点，设计合适的多pd接收布局方式，从而最大限度地提升vlc系统的数据传输速率。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是在信道环境复杂、信道特性不变的空间场景下进行可见光通信时，通过单个pd实现vlc系统的数据通信时，其最大的数据传输速率无法满
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种复眼式可见光多址通信方法，所述通信方法通过充分利用信道环境复杂的特点，将vlc系统中由多个pd构成的光接收端设计为复眼式的接收布局方式，并根据所设计的复眼式pd布局方式提供一种通信方法，能够充分接收和利用空间场景内的多光源发送的可见光信号，从而复用信道，提高vlc系统整体的数据传输速率。所述的复眼式可见光多址通信方法具体如下：
4、假设在vlc系统中有k个led光源作为光发射端，负责k个用户的可见光信号发送，以及m个复眼式布局的pd作为光接收端，用于接收k个用户的经过复杂空间后的光信号，并解调出各个用户的发送数据，从而实现k个用户的数据通信传输。步骤如下：
5、步骤一：复眼式pd接收端布置
6、vlc系统的接收端由m个pd传感器构成，将这m个pd设计为适合实际信道环境的特定形状，例如圆形、正方形等图形，同时各个pd的接收指向方向围绕弧面进行布置，即类似昆虫复眼结构式的布局方式，从而充分接收经过复杂信道环境后的可见光信号。
7、步骤二：原始复眼图案集的生成
8、对于含有k个led光源的vlc系统，其所表示的亮灭状态组合共计有n个，其中n＝2k，即led的亮状态表示其发送数据为“1”，灭状态表示其发送数据为“0”。在复杂的信道环境下实验由k个led光源的亮灭状态所构成的亮灭状态组合{x1,x2,...,xk,...,xk}n，其中xk表示第k个led光源的亮灭状态，且xk∈{0,1}，k∈{1,2,...,k}，n表示发射端k个led光源的第n个01状态组合，且n∈{1,2,...,n}。通过复眼式pd接收端存储每次实验led亮灭状态组合后m个pd所接收到的电信号并将其记为原始复眼图案sn，则原始复眼图案sn对应着k个led光源各自的亮灭状态，即发送的01数据，其中n∈{1,2,...,n}，最后将n个led亮灭状态组合对应接收的n个原始复眼图案sn集合为原始复眼图案集s，其中s＝{s1,s2,...,sn}。
9、步骤三：可见光信号的发送
10、令k个led光源的发送数据分别为d1,d2,...,dk，其中，d1,d2,...,dk∈{0,1}，将发送数据d1,d2,...,dk作为基带信号分别加载至k个led光源上，从而实现k个led光源的光信号发送。
11、步骤四：可见光信号的接收与解调
12、对于复眼式pd接收端的信号接收，将单位时间内m个pd所接收到的电信号i1,i2,...,im记为接收复眼图案r，其中r＝{i1,i2,...,im}，且接收复眼图案r与原始复眼图案sn具有相同的设定形状。对于单位时间内的接收复眼图案r，其解调过程如下。
13、首先，将接收复眼图案r中的电信号数值i1,i2,...,im分别与n个原始复眼图案sn中相同pd位置的电信号数值进行欧氏距离en的计算，其表达式为：
14、
15、其中n∈{1,2,...,n}。
16、其次，寻找n个欧式距离结果e1,e2,...,en中的最小值，则计算得出该最小值结果所使用的复眼图案即为该单位时间内接收复眼图案r所唯一对应的原始复眼图案。由于原始复眼图案sn能够唯一表示k个led光源的亮灭状态组合{x1,x2,...,xk,...,xk}n，即对应k个led光源各自发送的01数据。因此在单位时间内，通过接收复眼图案r能够解调出k个led光源各自发送的01数据，进而解调出k个led光源的所有发送数据d1,d2,...,dk，实现vlc系统中k个led光源的数据传输。
17、本专利技术的有益效果为：
18、本专利技术相较于采用单个pd来实现vlc系统的数据传输，本专利技术充分利用信道环境复杂的特点，将多个pd所组成的光接收端设计为复眼式的接收布局方式，不仅能够对复杂空间场景内的可见光信号进行充分地利用，提升接收的光信号强度，而且能够复用可见光通信信道，实现多个led的数据通信传输，从而进一步提高vlc系统的数据传输速率。
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1.一种复眼式可见光多址通信方法，其特征在于，所述通信方法通过充分利用信道环境复杂的特点，将VLC系统中由多个PD构成的光接收端设计为复眼式的多PD接收布局方式，并根据所设计的复眼式PD接收布局方式提供对应的通信方法，能够充分接收和利用空间场景内的多光源发送的可见光信号，从而复用信道，提高VLC系统整体的数据传输速率。
2.根据权利要求1所述的一种复眼式可见光多址通信方法，其特征在于，具体如下：
【技术特征摘要】
1.一种复眼式可见光多址通信方法，其特征在于，所述通信方法通过充分利用信道环境复杂的特点，将vlc系统中由多个pd构成的光接收端设计为复眼式的多pd接收布局方式，并根据所设计的复眼式pd接收布局方式提供对应...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹德岳，赵洋震，赵楠，张红帅，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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