[發明專利]一種用于室內VLC系統雙間隔脈沖位置調制解調方法

有效

• 申請號: 202010434266.2
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111614400B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 謝生;耿玉通;毛陸虹
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04L1/00;H04L7/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發明公開了一種用于室內VLC系統雙間隔脈沖位置調制解調方法，所述方法包括：調制過程：先將原始信號映射成調制信號，再通過給調制信號添加兩個幀頭0110和0111進行同步傳輸信號，減少數據位的時隙個數；解調過程：接收端通過序列檢測的方式正確識別作為同步信號的幀頭，當檢測到0110和0111串行信號時，還需驗證檢測到0110和0111是同步幀頭還是誤碼，若驗證0110和0111是同步幀頭，再將數據位的調制信號解映射成原始信號。本發明在抗干擾性和帶寬利用率方面對通信系統均有一定提升，從而改善室內可見光通信系統的通信效率。

技術領域

本發明涉及可見光通信(Visible Light Communication，VLC)和數字信號調制解調技術領域，尤其涉及一種用于室內VLC系統雙間隔脈沖位置調制解調方法，在抗干擾性和帶寬利用率方面對通信系統均有一定提升，有望改善室內可見光通信系統的通信效率。

背景技術

室內可見光通信(VLC)作為一種無線寬帶接入方案，可實現照明和通信雙重功能，且具有傳輸速率高，通信保密性好，以及無需授權許可的頻譜資源。然而，作為新興通信技術，在獲得實際應用前還有一些問題亟待解決，例如，整個室內存在著太陽光以及人為制造的光源，這些光噪聲對傳輸信號產生很大影響，需要適合可見光通信的調制解調技術降低其影響。可見光通信的調制解調技術的作用除了使信源信號利于信道傳輸外，另一作用就是降低信道中光噪聲的影響，光強信號是非負信號，加性光噪聲會使所有的傳輸信號的幅值變大，通過適用于室內VLC系統的調制解調技術降低光噪聲對傳輸信號的影響，提高VLC系統的抗干擾性。

適用于室內VLC的調制解調方式中，開關鍵控調制(On-Off Keying,OOK)是最簡單的調制方式，雖帶寬利用率高，但抗干擾性最差；脈沖位置調制(Pulse PositionModulation,PPM)與OOK調制同屬于二進制調制，抗擾性較高，但以犧牲帶寬利用率為代價；色移鍵控調制(Color Shift Keying,CSK)雖具有較高的帶寬利用率，但對RGB型LED的依賴性較強；離散多音調制(Discrete Multi-Tone,DMT)和正交頻分復用調制(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)都屬于多進制調制，帶寬利用率高，抗干擾性強，傳輸速率高，多用于高速通信，其缺點是結構復雜，實現較困難。室內VLC系統對傳輸速率要求不高，但對抗干擾性和系統穩定性要求較高。因PPM調制及其衍生調制具有較高的抗干擾性，其調制系統較穩定，比其他調制方式更適用于室內VLC系統。

研究人員在PPM調制的基礎上提出了差分脈沖位置調制(Differental PulsePosition Modulation，DPPM)、重疊脈沖位置調制(Overlapping Pulse PositionModulation，OPPM)、脈沖間隔調制(Pulse Interval Modulation，PIM)和多脈沖位置調制(Multi Pulse Position Modulation，MPPM)等調制方式，其中，DPPM、OPPM和PIM調制方式的一幀信息的時隙數并不固定，對同步和解調的影響很大，而MPPM調制的一幀信息的時隙數是固定的，有利于同步和解調，但MPPM調制會降低系統的抗干擾性。

發明內容

本發明提供了一種用于室內VLC系統雙間隔脈沖位置調制解調方法，本發明在PPM調制基礎上，提出雙間隔脈沖位置調制(Double Interval Pulse Position Modulation，DIPPM)方法，考慮到便于同步和解調的情況下，在抗干擾性和帶寬利用率方面對通信系統均有一定提升，從而改善室內可見光通信系統的通信效率，詳見下文描述：

一種用于室內VLC系統雙間隔脈沖位置調制解調方法，所述方法包括：

一、調制過程：

先將原始信號映射成調制信號，再通過給調制信號添加兩個幀頭0110和0111進行同步傳輸信號，減少數據位的時隙個數；

二、解調過程：