[發明專利]自適應閾值解碼的可視光通信方法

有效

• 申請號: 202110610119.0
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113315575B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 徐江濤;高坤;高志遠;聶凱明;王秀宇;高靜
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/556;H04B10/60
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種自適應閾值解碼的可視光通信方法，其特征是，發送端進行數據的打包和混合相-頻移開關鍵控調制，然后通過雙通道發射出去，接收端進行自適應的處理傳感器接收的圖像，根據閾值動態切換解碼通道，補償由于通信距離的增加和幀頻變化而引起的光照變化，具體步驟如下：

1)發送端的數據打包

為了配合后續的自適應閾值解碼算法，按照如下方式將數據打包，每50位數碼組成一包，前４個0代表標頭，接著兩位是數碼1和0，隨后的44位數碼是通訊負載；

2)發送端打包后數據的調制和發射

發送端通過相-頻移開關鍵控將一包數據進行調制，然后通過發射端的兩個發射裝置L1和L2同時將數據發送出去，即兩個通道發送相同的數據,但它們進行了不同的調制，具體的調制方式如下：以1KHZ的方波調制L1和L2通路的數據表示數碼0，以125HZ的方波調制L1通路數據表示數碼1，以相移90°的125HZ的方波調制L2通路的數據表示數碼1，完成調制后，發送端通過已調方波信號控制L1和L2的開啟和關閉將數據發送出去；

3)接收端的數據采集

接收端的攝像頭幀頻為50fps，使用時選擇1/250的快門速度拍攝視頻，接收發送端傳送的數據，使每一幀圖片的感光時間是4ms,即在每一幀的成像時間20ms中，同時也是一位數碼的調制持續時長，鏡頭僅進行4ms的感光接收，即進行數碼的欠采樣；

4)接收端的自適應閾值解碼

a) 采樣解碼，1和0數碼的識別方法

通過1/250的快門速度4ms進行數碼一幀對應一位、20ms的欠采樣，兩通路都采用1KHZ的載波調制表示0，因此相機在幀頻變化或不同的時刻采樣時，接收端的兩個通路在4ms內都會產生50%的強度，雙通路都采用125HZ的調制波發射信息表示1，但L1相比L2有90°的相移，因此，接收端在進行數碼1采樣時，125HZ載波若在4ms內有開關的變化，則會導致和數碼0相當的光照強度，引起誤碼，此時無論數碼1或者0都轉到另一個通路進行解碼，以此來區分1和0，自適應的解碼算法如下：

b) 自適應閾值解碼算法

根據數據的組包格式，以包為單位進行數據的解碼選定一條通道進行數據處理，解碼信息，首先檢測數據包的標頭，連續4幀光強為50%，即為標頭，標頭后緊跟著的兩幀是數碼1和數碼0，可通過標頭緊跟的兩幀來確定數碼對應的強度，數碼1可能表示為比數碼0更高的強度值，取決于采樣窗口的當前位置，比較標頭后緊跟的兩幀的數碼1和0的強度值，確定數碼對應的電平，如果數碼1的采樣強度大于數碼0的采樣強度，且差值達到了設定閾值B，當前包的數據負載解碼使用高強度值表示數碼1，低強度值表示0；反之當數碼1的采樣強度小于數碼0的采樣強度，且差值達到了設定閾值-B，當前包的數據負載解碼使用高強度值表示數碼0，低強度值表示1；當兩采樣強度相當時，轉向備用的發射通路進行解碼，解碼方法同上，定出數碼相應的光強閾值，使用該算法確定的強度值僅適用于當前數據包，新的數據包需要重新確定數碼對應的強度值。