[發(fā)明專利]一種基于多脈沖位置的可見光通信色移鍵控調(diào)制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611167667.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN106788725B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文勝;宋健;孫健;王承祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/116
• 分類號(hào): H04B10/116;H04B10/516
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

本發(fā)明涉及一種基于多脈沖位置的可見光通信色移鍵控調(diào)制方法，本發(fā)明首次提出將多脈沖位置組合與色移鍵控調(diào)制相結(jié)合的辦法運(yùn)用于可見光通信調(diào)制，并解決了色移鍵控調(diào)制在三色燈未全部發(fā)射功率時(shí)的位置組合識(shí)別。本發(fā)明中的人工偽噪聲(Pseudo?Noise)起到了三色燈的時(shí)隙脈沖位置組合標(biāo)識(shí)作用，對(duì)在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，讓光顏色更趨于白色光。本發(fā)明引入的多色燈脈沖時(shí)隙位置組合，可通過多色燈不同脈沖時(shí)隙位置組合來傳遞信息，與傳統(tǒng)的色移鍵控與脈沖位置調(diào)制相比，頻效至少提高了一倍。本發(fā)明中人為偽噪聲的使用，是基于最大似然估計(jì)算法判決，采用雙閾值判決，使系統(tǒng)有較好的抗干擾性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于多脈沖位置的可見光通信色移鍵控調(diào)制方法，具體涉及偽噪聲(Pseudo-Noise，簡稱PN)、多脈沖位置調(diào)制(MPPM)組合和色移鍵控(CSK)調(diào)制的一種適用于可見光通信的調(diào)制方法，屬于可見光通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著對(duì)無線數(shù)據(jù)通信需求的快速增長，處于10G以下可獲得的無線頻譜越來越緊缺?？梢姽庹紦?jù)400THz到800THz的頻段，因其擁有豐富的頻譜資源，可以很好地解決無線頻譜短缺的問題，而受到廣泛的關(guān)注。與傳統(tǒng)射頻通信相比，可見光通信是通過光的強(qiáng)度來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，能夠以較低的成本同時(shí)實(shí)現(xiàn)照明與通信兩大功能，適用于各種場景，并且私密性好，免受電磁干擾，無需頻率許可，綠色環(huán)保；具有高帶寬高復(fù)用度的特點(diǎn)，可通過控制燈光照射的范圍，提高空間利用率。

因?yàn)榭梢姽馔ㄐ挪捎玫氖菑?qiáng)度調(diào)制/直接檢測(IM/DD)的方式，所以可以根據(jù)不同強(qiáng)度的光強(qiáng)組合來傳輸信息，而色移鍵控就是利用RGB三色燈作為信號(hào)發(fā)射源，利用三色燈發(fā)射不同強(qiáng)度的光組合來傳輸信息，在IEEE 802.15.7中對(duì)將可見光頻段劃分為7種顏色帶，并做了相應(yīng)的編碼，可選取其中3個(gè)顏色帶的中心波長作為三色燈的中心波長，其中可以有效地在1931 CIE XY顏色色度空間坐標(biāo)圖上構(gòu)成完整三角形的只有9種組合，在IEEE805.15.7標(biāo)準(zhǔn)中定義了三種色移鍵控星座圖，4CSK，8CSK，16CSK。

在IEEE 802.15.7色移鍵控調(diào)制中4CSK符號(hào)可攜帶2個(gè)比特，8CSK可攜帶3個(gè)比特，16CSK可攜帶4比特。由于顏色鍵移調(diào)制的獨(dú)特性，即對(duì)三色燈功率的控制不同，采用RGB三色燈發(fā)射信號(hào)時(shí),有三種情況，分別是一個(gè)燈發(fā)射、兩個(gè)燈發(fā)射或者三個(gè)燈發(fā)射，當(dāng)色移鍵控與脈沖位置調(diào)制相結(jié)合時(shí)，所攜帶的額外比特?cái)?shù)是脈沖調(diào)制本身所具有的比特?cái)?shù)，這種簡單的組合并不不能完全發(fā)揮三色燈在結(jié)合脈沖位置調(diào)制時(shí)的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上簡單顏色鍵移調(diào)制與脈沖位置調(diào)制相結(jié)合的缺陷問題，本發(fā)明提出了一種基于多脈沖位置的可見光通信色移鍵控調(diào)制方法；

本發(fā)明的關(guān)鍵是在三色燈中人為的加入偽噪聲，來識(shí)別脈沖位置組合信息，這樣就解決了色移鍵控與脈沖位置組合的多樣化問題，極大地提高了在原始符號(hào)周期內(nèi)所攜帶的比特?cái)?shù)，其中多樣化的位置組合同樣也可以對(duì)照明強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)配。

本發(fā)明采用偽噪聲來對(duì)多脈沖位置組合進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，色移鍵控在為三色燈分配功率時(shí)，并不是在每個(gè)符號(hào)周期內(nèi)都發(fā)射功率，偽噪聲正是在三色燈只有一個(gè)或者兩個(gè)燈發(fā)射功率時(shí)，才被人為的加入到另外兩個(gè)或者一個(gè)未發(fā)射功率的燈上，該偽噪聲只是被用來標(biāo)識(shí)多脈沖位置組合情況，并不影響總功率和色移鍵控所發(fā)射的功率組合。

術(shù)語解釋

1、MPPM調(diào)制，是多脈沖位置調(diào)制；

2、4CSK，是2比特4個(gè)符號(hào)的色移鍵控調(diào)制；

3、8CSK，是3比特8個(gè)符號(hào)的色移鍵控調(diào)制；

4、16CSk，是4比特16個(gè)符號(hào)的色移鍵控調(diào)制；

5、PN，是偽噪聲；

本發(fā)明的技術(shù)方案為：