可见光通信系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种可见光通信系统，该系统包括：M个发光灯芯、接收模块、第一处理模块、功率分配模块、驱动模块、光电转换模块、宽带采集模块以及第二处理模块。采用本发明专利技术实施例提供的可见光通信系统，接收端可以区分出叠加的光信号是由哪一发光灯芯发出的，从而可以解析出正确的数据信号。

【技术实现步骤摘要】
可见光通信系统
本专利技术涉及通信领域，更具体的说，是涉及可见光通信系统。
技术介绍
近年来，可见光通信技术发展越来越迅速，可见光通信技术是指利用发光灯芯（例如荧光灯或发光二极管）作为光源，以光空间为通信信道，将基带信号调制在可见光上进行通信的无线光通信技术。现有技术中的可见光通信系统包括发送端以及接收端，发送端包括：信号发送模块、驱动模块和发光灯芯，接收端包括：光电二极管PD和宽带采集模块，信号发送模块可以发送数据信号，并将处理后的数据信号由驱动模块驱动发光灯芯发出光信号。该光信号中携带有上述数据信号，光电二极管PD可以将接收到的上述发光灯芯发出的光转换为电信号，宽带采集模块用于采集电信号中携带的数据信号，这样就完成了可见光通信。专利技术人在实现本专利技术创造的过程中发现，如果发送端包括多个发光灯芯灯，由于多个发光灯芯发出的光信号会叠加在一起，这样接收端无法区分各个光信号是由哪一发光灯芯发送出来的，从而无法解析出正确的数据信号。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种可见光通信系统，以克服现有技术中由于如果发送端包括多个发光灯芯灯，接收端无法区分各个光信号是由哪一发光灯芯发送出来的，从而无法解析出正确的数据信号的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可见光通信系统，包括：M个发光灯芯，M为大于等于2的正整数；接收模块，用于接收待传输的数据信号，所述数据信号包括N个数据，所述N为大于等于1且小于等于M的正整数；第一处理模块，用于根据第一预设规则对所述N个数据中第K数据进行处理，将处理后的所述第K数据进行二进制开关键控OOK调制，获得与所述第K数据对应的第K信号，所述K=1,2，...，N；功率分配模块，用于根据所述第K信号的通信信道的信道特性，为所述第K信号对应的第K层发光灯芯分配第K驱动功率；驱动模块，用于根据所述第K驱动功率，驱动所述第K层发光灯芯发出携带有所述第K信号的光信号；光电转换模块，用于将接收到的N个所述发光灯芯发出的光信号转换为电信号；宽带采集模块，用于从所述电信号中获得所述N个所述发光灯芯发出的N个信号；第二处理模块，用于依据所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。其中，所述第一处理模块包括：编码单元，用于为所述第K数据进行编码；交织单元，用于对所述编码单元输出的编码后的所述第K数据进行交织调制；OOK调制单元，用于对所述交织单元输出的交织后的所述第K数据进行二进制开关键控OOK调制，得到与所述第K数据对应的第K信号。其中，所述M个发光灯芯均为具有相同规格参数的发光灯芯，所述第一处理模块还包括：更换驱动功率单元，用于在预设时间到来时，将所述N个发光灯芯中第L层的发光灯芯的驱动功率设置为第F层的发光灯芯的驱动功率，其中L≠F，L与F均为大于等于1且小于等于N。其中，所述第一处理模块还包括：生成指示单元，用于在所述N个发光灯芯在发送光信号之前，在设置所述N个发光灯芯的驱动功率之后，生成第一指示，所述第一指示包括所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系和所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息；相应的，所述第二处理模块具体用于：依据所述第一指示中的所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据所述第一指示中的所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。其中，所述第二处理模块具体用于：依据预先存储的预设时间，和所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出当前时间具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据预先存储所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。其中，所述第二处理模块包括：信号估计单元，用于依据所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，依据所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将所述第K信号发送至解交织单元；所述解交织单元，用于为所述第K信号进行解交织调制；解码单元，用于为所述第K解交织单元输出的信号进行解码，获得第K数据。其中，还包括：确定模块，用于确定所述第K层发光灯芯的通信信道的信道特性；获得函数模块，用于在所述第K层发光灯芯的通信信道的信噪比值为预设信噪比值下，根据所述第K层发光灯芯的通信信道的信道特性，确定出所述信号估计单元输出的所述第K信号的软信息估计值，根据所述第K信号的软信息估计值、所述第K信号的误比特率以及所述第二处理模块输出所述第K信号与所述第K层发光灯芯发射的第K信号的方差，确定出第一函数以及第二函数；计算驱动功率模块，用于根据所述第一函数、所述第二函数和预设误比特率分别计算所述N个发光灯芯的驱动功率；限制模块，用于当所述第K层发光灯芯的驱动功率不属于所述第K层发光灯芯的光电转换线性范围时，根据第三预设规则将所述第K层的发光灯芯的驱动功率限制在所述光电转换线性范围中，将被限制在所述光电转换线性范围中的驱动功率作为所述第K驱动功率。其中，所述获得函数模块包括：第一获得单元，用于在所述第K层发光灯芯的通信信道的信噪比值为所述预设信噪比值下，根据所述第K层发光灯芯的通信信道的信道特性，确定出所述信号估计单元输出的所述第K信号的软信息估计值其中，eESE(xk(j))为第K信号的第j个比特的软信息估计值，y(j)表示经过所述第K层发光灯芯的通信信道传输后所述信号估计单元输出的所述第K信号的第j个比特，xk(j)表示第K信号的第j个比特，表示NRZ-OOK中信号的直流部分；βk表示第K驱动功率，heoek为第K层发光灯芯的通信信道的信道特性，是指将所述第K层发光灯芯发出的单极性第K信号转变为双极性第K信号；ζk(j)-E[ζk(j)]是所述第k层发光灯芯发送的携带有所述第K信号的光信号的失真部分，ζk(j)为第k层发光灯芯发出的携带有所述第K信号的光信号的干扰信号值和噪声信号值之和，E[ζk(j)]为ζk(j)平均值，V[ζk(j)]为ζk(j)方差；第二获得单元，用于根据所述第二处理模块输出所述第K信号与所述第K层发光灯芯发射的第K信号，计算出所述第K信号与所述第K层发光灯芯发射的第K信号的方差V[xk(j)]=E{xk(j)-E[xk(j)]}2=E[xk(j)]-{E[xk(j)]}2，其中，lESE为所述解码单元输出的第K数据的软信息估计值；第三获得单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光通信系统，其特征在于，包括：M个发光灯芯，M为大于等于2的正整数；接收模块，用于接收待传输的数据信号，所述数据信号包括N个数据，所述N为大于等于1且小于等于M的正整数；第一处理模块，用于根据第一预设规则对所述N个数据中第K数据进行处理，将处理后的所述第K数据进行二进制开关键控OOK调制，获得与所述第K数据对应的第K信号，所述K=1,2，...，N；功率分配模块，用于根据所述第K信号的通信信道的信道特性，为所述第K信号对应的第K层发光灯芯分配第K驱动功率；驱动模块，用于根据所述第K驱动功率，驱动所述第K层发光灯芯发出携带有所述第K信号的光信号；光电转换模块，用于将接收到的N个所述发光灯芯发出的光信号转换为电信号；宽带采集模块，用于从所述电信号中获得所述N个所述发光灯芯发出的N个信号；第二处理模块，用于依据所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。...

【技术特征摘要】
1.一种可见光通信系统，其特征在于，包括：M个发光灯芯，M为大于等于2的正整数；接收模块，用于接收待传输的数据信号，所述数据信号包括N个数据，所述N为大于等于1且小于等于M的正整数；第一处理模块，用于根据第一预设规则对所述N个数据中第K数据进行处理，将处理后的所述第K数据进行二进制开关键控OOK调制，获得与所述第K数据对应的第K信号，所述K＝1,2，…，N；功率分配模块，用于根据所述第K信号的通信信道的信道特性，为所述第K信号对应的第K层发光灯芯分配第K驱动功率；驱动模块，用于根据所述第K驱动功率，驱动所述第K层发光灯芯发出携带有所述第K信号的光信号；光电转换模块，用于将接收到的N个所述发光灯芯发出的光信号转换为电信号；宽带采集模块，用于从所述电信号中获得所述N个所述发光灯芯发出的N个信号；第二处理模块，用于依据所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。2.根据权利要求1所述可见光通信系统，其特征在于，所述第一处理模块包括：编码单元，用于为所述第K数据进行编码；交织单元，用于对所述编码单元输出的编码后的所述第K数据进行交织调制；OOK调制单元，用于对所述交织单元输出的交织后的所述第K数据进行二进制开关键控OOK调制，得到与所述第K数据对应的第K信号。3.根据权利要求1或2所述可见光通信系统，其特征在于，所述M个发光灯芯均为具有相同规格参数的发光灯芯，所述第一处理模块还包括：更换驱动功率单元，用于在预设时间到来时，将所述N个发光灯芯中第L层的发光灯芯的驱动功率设置为第F层的发光灯芯的驱动功率，其中L≠F，L与F均为大于等于1且小于等于N。4.根据权利要求1或2所述可见光通信系统，其特征在于，所述第一处理模块还包括：生成指示单元，用于在所述N个发光灯芯在发送光信号之前，在设置所述N个发光灯芯的驱动功率之后，生成第一指示，所述第一指示包括所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系和所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息；相应的，所述第二处理模块具体用于：依据所述第一指示中的所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据所述第一指示中的所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。5.根据权利要求1或2所述可见光通信系统，其特征在于，所述第二处理模块具体用于：依据预先存储的预设时间，和所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出当前时间具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，根据与所述第一预设规则对应的第二预设规则对所述第K信号进行处理，获得与所述第K信号对应的第K数据，依据预先存储所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据信号的位置信息，将获得的所述N个数据组合成所述数据信号。6.根据权利要求2所述可见光通信系统，其特征在于，所述第二处理模块包括：信号估计单元，用于依据所述N个发光灯芯与为所述N个发光灯芯分别分配的驱动功率的对应关系，从所述N个信号中确定出具有所述第K驱动功率的第K信号对应的第K层发光灯芯，依据所述第K层发光灯芯发送的第K信号在所述数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬江兴，于宏毅，朱义君，张剑，田忠俊，汪涛，
申请(专利权)人：中国人民解放军信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南;41