[發明專利]可見光通信頻譜感知系統及方法

有效

• 申請號: 202110349212.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113098604B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 由驍迪;姜子樂;沈綱祥
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04W16/14
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 吳竹慧

本發明涉及一種可見光通信頻譜感知系統及方法，包括：發射機，其用于發射可見光信號；次用戶的終端，所述次用戶的終端具有多個，所述次用戶的終端采集發射機發射的可見光信號，并將所述可見光信號轉化為電信號，濾除電信號中的直流信號以獲得濾波后的電信號，對所述濾波后的電信號進行采樣，獲得采樣數據；協調者的終端，所述協調者的終端獲取所有次用戶的終端輸出的采樣數據，并將所有次用戶的終端輸出的采樣數據加權組合，獲得組合采樣信息，通過對組合采樣信息進行能量檢測或波形檢測，判斷主用戶是否占用發射機進行光通信。其感知準確率高，運算量小，魯棒性強，能有效提高可見光通信系統的頻譜利用效率。

技術領域

本發明涉及可見光通信技術領域，尤其是指一種可見光通信頻譜感知系統及方法。

背景技術

近年來，使用發光二極管(LED)作為信號發射源的室內可見光通信(VLC)技術飛速發展。由于可見光不會對射頻信號產生干擾，未來的VLC系統將會是一個整合可見光通信和傳統射頻通信(Wi-Fi,藍牙等)的異構通信系統。其中可見光鏈路提供高速的數據傳輸服務，射頻通信鏈路起到輔助和控制的作用。然而，目前商用LED的調制帶寬通常不超過100MHz,這嚴重制約了高速VLC系統，特別是在多用戶場景下的通信性能。為了提高VLC系統的頻譜效率，近年來研究人員提出了一些方案，包括多用戶多進多出(MIMO)、時分復用(TDMA)等。然而，在這些系統中，可見光頻段在部分時間內仍然沒有得到有效利用。

在傳統的基于射頻通信的認知無線電網絡中，用戶分為有執照用戶(主用戶)和無執照用戶(次用戶)，其中主用戶擁有更高的通信權限，次用戶僅允許在主用戶空閑時伺機占用主用戶的頻譜進行通信。為了充分提高頻譜資源利用率，同時為了避免對主用戶的通信造成干擾，次用戶需要隨時了解主用戶的狀態(即主用戶是否在傳輸數據)，以此為依據建立或斷開自己的VLC鏈路。這種根據接收到的信號來檢測主用戶狀態的技術稱為頻譜感知。其中，單個次用戶進行頻譜感知的技術稱為本地感知。多個次用戶合作對主用戶的狀態進行感知的技術稱為協作感知。

為了避免此用戶對主用戶的干擾，進行準確的頻譜感知尤為關鍵，但目前尚無支持頻譜感知功能的可見光通信系統，也并未出現相關的頻譜感知技術。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術中尚無支持頻譜感知功能的可見光通信系統的技術缺陷。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種可見光通信頻譜感知系統，包括：

發射機，其用于發射可見光信號；

次用戶的終端，所述次用戶的終端具有多個，所述次用戶的終端采集發射機發射的可見光信號，并將所述可見光信號轉化為電信號，濾除電信號中的直流信號以獲得濾波后的電信號，對所述濾波后的電信號進行采樣，獲得采樣數據；

協調者的終端，所述協調者的終端獲取所有次用戶的終端輸出的采樣數據，并將所有次用戶的終端輸出的采樣數據加權組合，獲得組合采樣信息，之后，通過對組合采樣信息進行能量檢測或波形檢測，判斷主用戶是否占用發射機進行光通信，其中，協調者為一位次用戶擔任。

作為優選的，所述次用戶的終端包括：

光電檢測器，所述光電檢測器將可見光信號轉化為電信號；

濾波器，所述濾波器用于濾除電信號中的直流信號，獲得濾波后的電信號；

采樣模塊，所述采樣模塊對所述濾波后的電信號進行采樣，獲得采樣數據。

作為優選的，所述協調者的終端包括：

組合模塊，所述組合模塊將所有次用戶的終端輸出的采樣數據加權組合，獲得組合采樣信息；

檢測模塊，所述檢測模塊對組合采樣信息進行能量檢測或波形檢測，獲得檢測結果；