[發明專利]一種可見光通信中基于多色LED的OFDM傳輸方法

有效

• 申請號: 201610188744.X
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105763256B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 許威;孔磊;張華;趙春明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/079;H04L27/26
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發明公開了一種可見光通信中基于RGBA?LED的OFDM傳輸方法，包括以下步驟：發射端將兩路獨立的數據進行編碼，調制，映射，IFFT變換，并串轉換，添加循環前綴，以及信號分離后，產生四路獨立的非負實數信號，根據RGBA?LED的顏色配比，對四路信號進行進一步調整，最后在RGBA?LED中的四種顏色LED芯片上發送。接收端使用濾光片和光電二極管接收四路信號，在對四路信號分別移除循環前綴，信號調整，串并轉換后進行FFT變換，頻域均衡和信號合并，最后對合并的兩路信號進行相應的解調和解碼，恢復出原始信號。根據照明與通信的需求，對信號進行了分離和重新調整的操作以滿足RGBA?LED中每種顏色的功率配比，使RGBA?LED既能夠傳輸信息，又能滿足普通照明的需求。

技術領域

本發明涉及可見光通信領域，具體涉及一種可見光通信中基于多色LED的OFDM傳輸方法。

背景技術

可見光通信(VLC)具有低成本，高功率效率，無頻譜限制，沒有電磁干擾，高數據速率，安全可靠的優勢，已越來越多的引起人們的關注，國際電力與電子工程師協會(IEEE)已經制定了相應的標準。VLC中最普遍的方案是強度調制-直接檢測(IM-DD)方案，一般利用發光二極管(LED)作為發射設備，利用光檢測器(PD)作為接收設備。

OFDM技術因為其高頻譜效率，高傳輸速率而被普遍應用于數字電視，無線通信等系統中。近年來，OFDM已被引進到VLC通信系統中，直流偏置光OFDM(DCO-OFDM)和非對稱削波光OFDM(ACO-OFDM)是兩種常用的技術。兩者均利用共軛對稱的性質來保證產生實數的時域信號，不同的是DCO-OFDM利用添加直流偏置來保證信號的非負性，而ACO-OFDM僅使用奇數子載波來承載信息，經過IFFT變換后將負數部分削掉，這樣僅僅是將實際信號功率降低了一半。前者具有較好的頻譜效率，但卻犧牲了功率效率，后者利用頻譜效率換取功率效率的提升。

最近，多色混合白光LED，如RGBA-LED，因其響應速度快，調制帶寬高而逐漸應用于VLC通信中。但是多色之間產生的串擾將影響多色VLC通信系統的性能。如何考慮照明和通信的雙重需求，成為了可見光通信領域的研究方向。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種可見光通信中基于多色LED的OFDM傳輸方法，根據照明與通信的需求，對信號進行了分離和重新調整的操作以滿足RGBA-LED中每種顏色的功率配比，使RGBA-LED既能夠傳輸信息，又能滿足普通照明的需求。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種可見光通信中基于多色LED的OFDM傳輸方法，其特征在于，包括發射端和接收端；同一時刻包括兩路傳輸信號；

發射端包括如下步驟：

1.1)對信號進行編碼調制，調制后的信號映射到N個子載波上；

1.2)對每路信號進行IFFT變換，將并行信號轉換為串行信號；

1.3)將每路實數信號分離產生四路非負信號，分別在四種顏色上傳輸；

1.4)根據每種顏色功率配比要求調整信號，產生照明光；

接收端包括如下步驟：

2.1)對其中一種顏色，接收端根據發射端采用的調整信號對接收信號進行調整；

2.2)在LOS信道中，將兩路從同一信號中分離出來的的信號進行比較；

2.3)對步驟2.2)中經過比較的信號進行FFT變換和迫零均衡操作；

2.4)將上述兩路分離出來的信號合并構成一路行的信號，進行調節和解碼，恢復出原始信號。

步驟1.1)中，具體編碼調制后的每路信號根據共軛對稱的性質映射到N個子載波上，可表示為：