[發明專利]一種基于可見光通信系統的時域混合調制方法

有效

• 申請號: 201810244156.2
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108337047B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 陳健;葛阿芳
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/516;H04B10/524
• 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

本發明公開了一種基于可見光通信系統的時域混合調制方法，這里的時域混合調制是指適當地設計一個時分復用幀，來調整不同調制格式在幀中的時隙占空比。我們借鑒時域混合調制在光纖通信中的的應用，在可見光通信中提出時域混合調制的思想。本發明中的時域混合調制采用的是很常見開關鍵控調制和脈沖位置調制，解決了VLC中采用技術復雜、成本又極高的調制復用設備的問題，簡化了調制設備的復雜度且保證了較好的通信性能。在實際應用中，尤其是VLC作為輔助通信系統的情況下具有重要意義。

技術領域

本發明涉及一種基于可見光通信系統的時域混合調制方法，具體涉及時域混合調制方法(TDHM,Time Division Hybrid Modulation)，TDHM在室內可見光通信系統中的應用，屬于可見光通信技術領域。

背景技術

LED燈具有壽命長、節能環保的特點，是下一代的主要照明光源。而用其進行通信的可見光通信也受到越來越多人的關注。可見光通信由于其綠色環保、無需頻譜認證、傳輸速率高等優點引起了全球范圍的研究熱潮。

實際上，可見光通信作為射頻通信的有效補充方案正在蓬勃發展。目前，可見光通信系統VLC常用的調制方式強度調制-直接檢測是將調制電信號直接加載到光的強度上。而光強的特性決定了待傳輸的電信號也必須是＂正的實數＂。也就是說，在可見光系統中信號脈沖成形選擇問題上，脈沖調制則具有得天獨厚的優勢。而可見光通信中采用載波調制要求載波頻率高于帶寬，這樣會損失最下面的頻率，而且由于可見光通信中采用強度調制-直接檢測，需要的調制信號必須為正實數信號，所以采用載波調制很容易損失信息。相對載波調制來說，基帶調制滿足可見光通信中調制信號為正實數信號的要求且不會損失信息，因此在早期對可見光通信系統的研究中多使用開關鍵控調制(OOK)以及脈沖位置調制(PPM)等脈沖調制方案。

在可見光通信中，OOK是報道最多的IM/DD調制技術。這是由于它是調制技術中很簡單易懂的一種方案，位1就簡單用一個光脈沖來表示，它可以占據整個比特周期，也可以是比特周期的一部分；位0就用沒有光脈沖的比特周期表示。雖然OOK調制方案簡單易操作，對帶寬需求低，頻帶利用率高，抗干擾能力較強，但是功率利用率和系統傳輸速率較低。而PPM因其顯著的較好的功率效率，對于可見光通信來說是一個最有吸引力的選擇。PPM是正交調制技術并且是脈沖調制家族的一個成員，是一種把信息比特映射到脈沖位置上的調制形式。在現代的使用術語中，一個L時隙的PPM信號，有且只有一個時隙位包含一個脈沖。而輸入的信息比特決定了L時隙的哪一位被應用。當L2時,任一L-PPM，即L個時隙的調制所需要的光功率都要比OOK少,而且當L任意大時,理論上L-PPM所需要的功率會任意小。且由于OOK占用很小的頻帶，PPM占用很大的頻帶，所以PPM相對OOK來說接收靈敏度較高。就定位和通信兩方面而言，低速率即可滿足定位要求，而通信中則要求較高的靈敏度。VLC定位于室內輔助通信系統，在已有的照明系統上加裝簡單的調制設備，即可實現室內無線數據傳輸，具有低成本、簡單、節能等特點，而技術復雜、成本又極高的調制復用設備顯然不適合這種定位。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的不足提供了一種基于可見光通信系統的時域混合調制方案，是一種能夠提供靈活的數據速率的調制技術，解決了VLC中采用技術復雜、成本又極高的調制復用設備的問題，簡化了調制設備的復雜度且保證了較好的通信性能。在實際應用中，尤其是VLC作為輔助通信系統的情況下具有重要意義。

技術方案：一種基于可見光通信系統的時域混合調制方法，具體包含如下步驟：

步驟1，產生一串隨機的原始比特流；

步驟2，將原始比特流經過串并變換變成M+K進制比特流；

步驟3，再將每一組M+K進制比特流中的K進制比特流經過L-PPM編碼；