【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下光通讯，具体为一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法。
技术介绍
1、使用可见光进行数据无线通信中，对数据的加载采用的是把数据进行二进制bit位单元拆解后，通过对可见光的调制后叠加到可见光上随可见光的传播从而携带数据实现通信，即单位时间内叠加的bit位数据越多，对应的数据传输速率越高即带宽跃大。在接收数据端对可见光的信号的对应采样频率要高，采样间隔要小。
2、在自然界中静止的水环境极其少，通常江、河、湖、海中的水都是流动的，其流动的速度、方向都不一样，根据光的特性以及大量实验发现可见光在水中传播随距离的增长成递增衰减，同时部分可见光会随着流动的水流发生传播方向改变，即部分光沿直线传播，部分随水流发生偏转传播，发生随水流偏转传播的光在直线上就会滞后于直线传播的光，各部分可见光还会在直线上进行叠加，其造成的结果即为使携带数据的光造成信号混淆和污染，致使在可见光通信的接收端进行数据信号采样时获取数据为错误信号，降低了数据的正确性，造成大量的误码率。
3、同时在具有流动水的环境中，对无线可见光通信的影响为，水流速度越大、通信距离越远对通信信号的污染越严重，加载数据频率越高，即数据传输速率越高、带宽越高，其影响越大，当前在水下可见光通信中为达到传输数据的完整可靠性，减少错码率，都是采用降频降速，即降低光加载bit数据的频率，来适应可见光在水中的数据通信，其结果就是在水下光通讯中随着通信距离的增长或在水流湍急的环境中通信数据带宽呈指数级下降。
技术实现思路>
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，解决了上述
技术介绍
提到的为了达到数据传输的完整正确性，不得不进行降频来适应数据信息的解析，以至于无法进行高速数据传输的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，包括以下步骤：
3、s1.对数据添加叠位前导数据通过可见光通信终端进行数据发射，可见光通信接收终端接收到原始数据；
4、s2.开始接收到原始数据时，使用叠位前导算法对数据信号进行计算，使得可见光通信设备终端适应数据传输环境背景，同时兼具真实数据起止标识；
5、s3.通过对当前接收识别到的数据bite位为依据，通过数据预测法，预测下一待接收的bite位数据采样数值；
6、s4.采用数据跟踪法对可见光通信接收端进行的数光信号数据采样进行模拟波形跟踪，得到上一接收到的数据bite确认还原依据。
7、优选的，所述步骤s2中还包括：
8、s201.发送端在发送真实数据前添加叠位前导数据，叠位数据功能为使接收终端实时适应通信背景环境，数据格式为连续n个高bite位后紧跟连续n个低bite位数据，并上m个高低位格式数据组合；
9、s202.接收端在接收到连续n个高bite位和连续m个低bite位后，对组合数据通过叠位前导算法进行计算，为后续真实传输数据的采样提供使用的环境背景采样值，同时忽略掉叠位前导数据后开始进行真实传输数据进行还原；
10、s203.计算出当前数据通信环境背景采样基础值。
11、优选的，所述步骤s203中通过函数计算出当前数据通信环境背景采样基础值。
12、优选的，所述步骤s203中，函数中x为采样连续的高bite的数值，n为约定好的连续叠位的高bite个数，y为采样连续的低bite的数值，m为约定好的连续叠位的低bite个数。
13、优选的，所述步骤s3中包括：
14、s301.对可见光数据信号进行采样后，得到一个光强数值；
15、s302.当接收到一个0的byte数据时，根据光通信的数据调制原理可知不会对当前光进行叠加光强，所以对于水流对光产生传输偏转时不会产生有效光强，在预测后续bite采样值时，预测0bite位采样值＝当前数据通信环境背景值加上污染极值除以接收到的上一个1bite到当前接收的bite个数；
16、s303.在预测后续bite采样值时，预测0bite位采样值＝当前数据通信环境背景值加上污染极值除以已连续0bite个数，预测1bite位采样值＝当前数据通信环境背景值加上污染极值除以已连续1bite个数。
17、优选的，所述步骤s301中，将得到的数值与预测的0bite位采样值和预测1bite位采样值进行对比，当小于或等于预测0bite位采样值即收到可见光携带的一个bite的0数据位，当大于或等于预测1byte位采样值即收到可见光携带的一个bite的1数据位。
18、优选的，所述步骤s302中，预测1bite位采样值＝当前数据通信环境背景值加上污染极值除以接收到的上一个1bite到当前接收的bite个数。
19、优选的，所述步骤s303中，当接收到一个1的byte数据时，根据光通信的数据调制原理可知会对当前光进行叠加光强。
20、优选的，所述步骤s4中还包括：
21、s401.在接收端进行数据采样后得到一个采样数值；
22、s402.用此数值与前一个采样所得数据(初始值为0)进行对比；
23、s403.图中深色部分为数据还原修正部分，本部分主要是当数据跟踪记录为0的bite数据的时候，将同时检测s3中预测的结果是否是预测收到1的bite位，如果是则修正s3中预测的结果为0的bite数据。
24、优选的，所述步骤s402中，当新采样得到的数值大于前一个采样的数值，则记录为收到为1的bite数据，当新的采样数值小于前一采样数值则记录为收到为0的bite数据，当新采样数据值与前一采样数值相等，则查看前一次记录收到是0的bite还是1的bite数据，当前一次记录的是1的bite数据则本次记录为1的bite数据，否则记录为0的比特数据，记录完成后使把前一采样数值替换为新的采样数值，并继续进行数据采样。
25、本专利技术提供了一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法。具备以下有益效果：
26、(1)该水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法在使用时，通过使用叠位前导算法、数据预测法和数据跟踪法等还原算法实现对水流环境中使用光进行的传输数据进行修补完善，从而提高传输数据的正确性，达到在不损失通信速率的情况下准确的进行光的水下数据高速通信。
27、(2)该水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法在使用时，通过使用叠位前导算法、数据预测法和数据跟踪法等先进技术，我们可以实现高速、准确、完整的可见光通信数据传输，为各种应用场景提供可靠的支持。
28、(3)该水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法在使用时，通过采样采用了叠位前导算法，通过在数据位之间插入前导码来消除传输过程中的误差，这种方法可以有效地减少数据传输过程中的误码率，提高通信系统的性能和可靠性。
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1.一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤S2中还包括：
3.根据权利要求2所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤S203中通过函数计算出当前数据通信环境背景采样基础值。
4.根据权利要求2所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤S203中，函数中x为采样连续的高bite的数值，N为约定好的连续叠位的高bite个数，y为采样连续的低bite的数值，M为约定好的连续叠位的低bite个数。
5.根据权利要求1所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤S3中包括：
6.根据权利要求5所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤S301中，将得到的数值与预测的0bite位采样值和预测1bite位采样值进行对比，当小于或等于预测0bite位采样值即收到可见光携带
7.根据权利要求5所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤S302中，预测1bite位采样值＝当前数据通信环境背景值加上污染极值除以接收到的上一个1bite到当前接收的bite个数。
8.根据权利要求5所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤S303中，当接收到一个1的byte数据时，根据光通信的数据调制原理可知会对当前光进行叠加光强。
9.根据权利要求1所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤S4中还包括：
10.根据权利要求9所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤S402中，当新采样得到的数值大于前一个采样的数值，则记录为收到为1的bite数据；当新的采样数值小于前一采样数值则记录为收到为0的bite数据；当新采样数据值与前一采样数值相等，则查看前一次记录收到是0的bite还是1的bite数据，当前一次记录的是1的bite数据则本次记录为1的bite数据，否则记录为0的比特数据，记录完成后使把前一采样数值替换为新的采样数值，并继续进行数据采样。
...【技术特征摘要】
1.一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤s2中还包括：
3.根据权利要求2所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤s203中通过函数计算出当前数据通信环境背景采样基础值。
4.根据权利要求2所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤s203中，函数中x为采样连续的高bite的数值，n为约定好的连续叠位的高bite个数，y为采样连续的低bite的数值，m为约定好的连续叠位的低bite个数。
5.根据权利要求1所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤s3中包括：
6.根据权利要求5所述的一种水下光通讯适应在流动水环境中数据高速通信方法，其特征在于：所述步骤s301中，将得到的数值与预测的0bite位采样值和预测1bite位采样值进行对比，当小于或等于预测0bite位采样值即收到可见光携带的一个bite的0数据位，当大于或等于预测1byte位采样值即收到可见光携带的一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：邸石，孙跃，谭子兮，宋柒龙，
申请(专利权)人：北京字节光信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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