CN105634597B - 一种可见光通信方法、发送端设备、接收端设备及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种可见光通信方法、发送端设备、接收端设备及系统，方法包括：将输入数据进行串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应LED灯具的一组LED灯芯，各组信号中最大的信号路数为k，LED灯具中的LED灯芯划分为q组；为q组信号的各组信号分配光功率，以使q组信号之间的光功率比例达到设定比例，其中同一组的不同路信号所分配的光功率相同；对于分配光功率的q组信号中的各组信号，对各路信号进行相对移相处理；对于相对移相处理后的q组信号中的各组信号，将各路信号送入对应LED灯芯组中的LED灯芯，以使LED灯芯发出相应的光信号。本申请提供的可见光通信方法，可以较为简单且应用限制较小的方式实现高速数据传输。

Description

一种可见光通信方法、发送端设备、接收端设备及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种可见光通信方法、发送端设备、接收端设备及系统。
背景技术
可见光通信(Visible Light Communication，VLC)是指利用可见光波段的光作为信息载体的通信技术，其是一种在白光LED技术上发展起来的新兴的光无线通信技术。
为了不断满足人们对于通信容量的需求，可见光通信的高速传输问题一直是最受关注的课题之一；一种提升传输速率的方法就是利用可见光天然的并行传输资源实现并行传输，目前主要采用并行传输技术MIMO(多输入多输出)来实现高速的可见光通信；然而这需要多个发射多个接收装置，同时由于可见光MIMO信道矩阵是缺秩的，要求阵列之间有较大的间距，这将导致系统较大的物理尺寸和系统复杂度，因此MIMO在可见光通信中的应用受到极大的限制；
基于此，提供一种新的可见光通信方法，能够以较为简单且应用限制较小的方式实现数据的高速传输，成为了本领域技术人员需要考虑的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种可见光通信方法、发送端设备、接收端设备及系统，达到以较为简单且应用限制较小的方式实现数据的高速传输的目的。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种可见光通信方法，应用于发送端设备，所述方法包括：
将输入数据进行串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应接收端设备的LED灯具中的一组LED灯芯，各组信号中最大的信号路数为k，所述LED灯具中的LED灯芯划分为q组；
为q组信号的各组信号分配光功率，以使q组信号之间的光功率比例达到设定比例，其中同一组的不同路信号所分配的光功率相同；
对于分配光功率的q组信号中的各组信号，对各路信号进行相对移相处理；
对于相对移相处理后的q组信号中的各组信号，将各路信号送入对应LED灯芯组中的LED灯芯，以使LED灯芯发出相应的光信号。
可选的，所述为q组信号的各组信号分配光功率，以使q组信号之间的光功率比例达到设定比例包括：
为第i组信号分配光功率ai，以使q组信号的光功率平均值为最小，i为1至q的整数。
可选的，所述为第i组信号分配光功率ai，以使q组信号的光功率平均值为最小包括：
为第i组信号分配光功率ai，且第i组信号所分配的光功率，与第i+1组信号所分配的光功率的比例为2q-i：2q-(i+1)。
可选的，所述q为3，所述为第i组信号分配光功率ai，且第i组信号所分配的光功率，与第i+1组信号所分配的光功率的比例为2q-i：2q-(i+1)包括：
为第i组信号分配光功率ai，i为1至3的整数，且第一组信号、第二组信号与第三组信号所分配的光功率的比例为4:2:1。
可选的，所述对于分配光功率的q组信号中的各组信号，对各路信号进行相对移相处理包括：
对于各组信号中的第j路信号，进行(j-1)Ts/k的相对移相处理，j为1至ki的整数，ki为该第j路信号所在的组信号对应的信号路数，Ts为输入数据的符号周期。
可选的，k为3；所述对于各组信号中的第j路信号，进行(j-1)Ts/k的相对移相处理包括：
对于各组信号的第一路信号不进行相对移相处理，第二路信号进行Ts/3的相对移相处理，第三路信号进行2Ts/3的相对移相处理。
本发明实施例还提供一种发送端设备，包括：
LED灯具，所述LED灯具中的LED灯芯划分为q组；
串并转换电路，用于将输入数据进行串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应接收端设备的LED灯具中的一组LED灯芯，各组信号中最大的信号路数为k；
与所述串并转换电路连接的光功率分配电路，用于为q组信号的各组信号分配光功率，以使q组信号之间的光功率比例达到设定比例，其中同一组的不同路信号所分配的光功率相同；
分别与所述光功率分配电路和所述LED灯具连接的移相电路，用于对于分配光功率的q组信号中的各组信号，对各路信号进行相对移相处理，并将各路信号送入对应LED灯芯组中的LED灯芯，以使LED灯芯发出相应的光信号。
本发明实施例还提供一种可见光通信方法，基于上述所述的可见光通信方法；所述方法应用于接收端设备，所述方法包括：
检测发送端设备经由光信道传输的光信号，并转换为电信号；
将所电信号与加性高斯白噪声相叠加，输出接收信号；
对所述接收信号进行模数转换处理，得到数字信号；
对转换后的数字信号进行数据检测，恢复输入数据。
本发明实施例还提供一种接收端设备，包括：
光信号检测器，用于检测发送端设备经由光信道传输的光信号，并转换为电信号；
与所述光信号检测器连接的叠加器，用于将所电信号与加性高斯白噪声相叠加，输出接收信号；
与所述叠加器连接的模数转换器，用于对所述接收信号进行模数转换处理，得到数字信号；
与所述模数转换器连接的数据检测电路，用于对转换后的数字信号进行数据检测，恢复输入数据。
本发明实施例还提供一种可见光通信系统，包括上述所述的发送端设备，和上述所述的接收端设备。
基于上述技术方案，本发明实施例将LED灯具内的LED灯芯分成q组，进而将输入数据进行串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应接收端设备的LED灯具中的一组LED灯芯，从而对每一组的LED上传输的信号进行功率分配和相对移相处理，可使得LED灯具发送的光信号在光信道上利用光的自然叠加特性，形成高阶调制信号，实现一个多输入单输出的可见光通信系统，达成高速可见光通信并行叠加数据的传输。本发明实施例提供的可见光通信方法，可以较为简单且应用限制较小的方式实现数据的高速传输。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的发送端设备侧的可见光通信过程的示意图；
图2为本发明实施例提供的发送端设备侧的可见光通信方法的流程图；
图3为LED灯具的示意图；
图4为本发明实施例提供的可见光通信方法的另一流程图；
图5为本发明实施例提供的发送端设备侧的可见光通信过程的另一示意图；
图6为本发明实施例提供的发送端设备的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的接收端设备侧的可见光通信过程的示意图；
图8为本发明实施例提供的可见光通信方法的再一流程图；
图9为本发明实施例提供的接收端设备的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的可见光通信系统的可见光通信过程的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面以发送端设备的角度，对本发明实施例提供的可见光通信方法进行介绍。
图1为本发明实施例提供的发送端设备侧的可见光通信过程的示意图，图2为本发明实施例提供的发送端设备侧的可见光通信方法的流程图，结合图1和图2所示，本发明实施例提供的可见光通信方法可以包括：
步骤S100、将输入数据进行串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应接收端设备的LED灯具中的一组LED灯芯，各组信号中最大的信号路数为k，所述LED灯具中的LED灯芯划分为q组；
可选的，本发明实施例中LED灯具可以是基于可见光通信的商用LED灯，如图3所示，LED灯具中具有多个LED灯芯；本发明实施例将LED灯具中的LED灯芯划分为q组，q也对应输入数据串并转换处理后所得到的信号组数，q的具体数值可视实际情况确定，本发明实施例并不作限制；
基于对LED灯具中的LED灯芯的分组，本发明实施例可将LED灯具需传输的输入数据进行分组，具体可通过串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应接收端设备的LED灯具中的一组LED灯芯，一组信号中的一路信号可通过对应LED灯芯组中的一个LED灯芯传输；
可选的，q组信号中各组信号的信号路数可以为k1，k2，…kq；ki可以认为是第i组信号的信号路数，本发明实施例中各组信号的信号路数的具体值并不作限制；在本发明实施例中可设定各组信号中最大的信号路数为k，k等于max(k1，k2，…kq)；
可选的，串并转换处理的过程中可加入OOK(开关键控)调制处理，将输入数据转换变成低速的数据流。
本发明实施例提供的可见光通信的思路为：结合幅度差异和相对移相提出空间幅相叠加调制技术，引入时间和幅度上的差别，通过将多路信号在光域中的线性叠加等效为高阶调制信号，针对采用高阶调制方式受到的非线性影响来设计可见光通信；从而在相同的带宽，每比特相同的能量和相同的误码率的情况下，传输更多的数据，提升调制深度，实现并行传输。
基于此，LED灯芯组在传输对应的组信号时，需先设置组信号的幅度和相位，并进行叠加处理，具体如下。
步骤S110、为q组信号的各组信号分配光功率，以使q组信号之间的光功率比例达到设定比例，其中同一组的不同路信号所分配的光功率相同；
可选的，为获得最优的能量利用率，最优的功率分配为a＝(a1,a2,,aq)T，且需满足条件min E(||a||1)；
a1是为第一组信号分配的光功率，a2是为第二组信号分配的光功率，aq是为第q组信号分配的光功率；为各组信号分配的光功率构成向量(a1,a2,,aq)，且E作为(a1,a2,,aq)的平均值是取最小，即a1,a2,,aq的光功率平均值应最小。
步骤S120、对于分配光功率的q组信号中的各组信号，对各路信号进行相对移相处理；
分配光功率后的各组信号中的各路信号，在送入对应LED灯芯组的LED灯芯传输前，需进行相对移相处理。
步骤S130、对于相对移相处理后的q组信号中的各组信号，将各路信号送入对应LED灯芯组中的LED灯芯，以使LED灯芯发出相应的光信号。
现有可见光通信中的驱动方式大都采用光纤通信中的三端耦合方式，这种驱动方式的技术成熟，支持OOK调制和OFDM(正交频分复用)等多种调制；但是由于LED的负载与前端放大器的不匹配，导致其调制效率通常只有5％～15％，限制了可见光通信的传输速率和距离；同时，LED可见光通信中的信号均为正值，受LED直流特性的限制，动态范围有限。
基于此，本发明的发明人考虑：如果将幅值大的信号采用几个LED并行叠加的方式构造，则可以扩大动态范围，进一步增加系统可用信号功率，减小了LED非线性对传输性能的影响，同时由于OOK调制的驱动可以是开关方式，调制效率可做到65％以上，较高的调制效率有利于提升能量效率，扩展传输距离；
因此，本发明实施例在不提高每一路的传输速率的前提下，通过为串并转换后的不同路的信号分配不同的功率和错开一定的时隙处理，然后送入LED灯具中传输，可使得LED灯具发送的光信号在光信道上利用光的自然叠加特性，形成高阶调制信号，实现一个多输入单输出的可见光通信系统，达成高速可见光通信并行叠加数据的传输。
本发明实施例提供的可见光通信方法，应用于接收端设备，接收端设备可将输入数据进行串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应接收端设备的LED灯具中的一组LED灯芯，各组信号中最大的信号路数为k，所述LED灯具中的LED灯芯划分为q组；然后为q组信号的各组信号分配光功率，以使q组信号之间的光功率比例达到设定比例，且同一组的不同路信号所分配的光功率相同；对于分配光功率的q组信号中的各组信号，可对各路信号进行相对移相处理；对于相对移相处理后的q组信号中的各组信号，可将各路信号送入对应LED灯芯组中的LED灯芯，以使LED灯芯发出相应的光信号。
可以看出，本发明实施例将LED灯具内的LED灯芯分成q组，进而将输入数据进行串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应接收端设备的LED灯具中的一组LED灯芯，从而对每一组的LED上传输的信号进行功率分配和相对移相处理，可使得LED灯具发送的光信号在光信道上利用光的自然叠加特性，形成高阶调制信号，实现一个多输入单输出的可见光通信系统，达成高速可见光通信并行叠加数据的传输。本发明实施例提供的可见光通信方法，可以较为简单且应用限制较小的方式实现数据的高速传输。
可选的，本发明实施例在为q组信号的各组信号分配光功率时，可为第i组信号分配光功率ai，以使q组信号的光功率平均值为最小，i为1至q的整数，即达成最优的功率分配为a＝(a1,a2,,aq)T，且满足条件的分配策略。
进一步，可为第i组信号分配光功率ai，且第i组信号所分配的光功率，与第i+1组信号所分配的光功率的比例为2q-i：2q-(i+1)；
如q为3，则i可为1至3的整数，为第i组信号分配光功率ai具体可以是，为第一组信号分配光功率a1，为第二组信号分配光功率a2，为第3组信号分配光功率a3；
相应的，第一组信号、第二组信号与第三组信号所分配的光功率的比例为4:2:1。
可选的，在分配光功率后，对于各组信号的各路信号本发明实施例可进行相对移相处理；具体的，对于各组信号中的第j路信号，本发明实施例可进行(j-1)Ts/k的相对移相处理，j为1至ki的整数，ki为该第j路信号所在的组信号对应的信号路数，Ts为输入数据的符号周期；
如k为3的情况下，本发明实施例可对各组信号的第一路信号不进行相对移相处理，第二路信号进行Ts/3的相对移相处理，第三路信号进行2Ts/3的相对移相处理。
优选的，图4示出了本发明实施例提供的可见光通信方法的另一流程图，该方法可应用于发送端设备，参照图4，该方法可以包括：
步骤S200、将输入数据进行串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应接收端设备的LED灯具中的一组LED灯芯，各组信号中最大的信号路数为k，所述LED灯具中的LED灯芯划分为q组；
步骤S210、为第i组信号分配光功率ai，且第i组信号所分配的光功率，与第i+1组信号所分配的光功率的比例为2q-i：2q-(i+1)；
步骤S220、对于各组信号中的第j路信号，进行(j-1)Ts/k的相对移相处理，j为1至ki的整数，ki为该第j路信号所在的组信号对应的信号路数，Ts为输入数据的符号周期；
步骤S230、对于相对移相处理后的q组信号中的各组信号，将各路信号送入对应LED灯芯组中的LED灯芯，以使LED灯芯发出相应的光信号。
以q为3，k为3为例，图5示出了发送端设备侧的可见光通信过程的另一示意图，参照图5，该可见光通信的过程可以如下：
输入数据经过串并转换处理，分为三组信号，一组信号具有三路信号；
为第一组信号分配4P0的光功率，为第二组信号分配2P0的光功率，为第三组信号分配P0的光功率，则各组信号所分配的光功率比例为4：2：1；
第一组信号的第一路信号不进行移相，第二组和第三组信号中的第一路信号同理处理；第一组信号的第二路信号相对移相1/3码元周期(即Ts/3)，第二组和第三组信号中的第二路信号同理处理；第一组信号的第三路信号相对移相2/3码元周期(即2Ts/3)，第二组和第三组信号中的第三路信号同理处理；
各组光信号送入LED灯具相应组的LED灯芯中，由相应组的LED灯芯发送各路的光信号，进而利用光在空间的自然线性叠加特性，可以构造出一个等效8PAM(脉冲幅度调制)三相调制的MISO(多输入单输出)传输系统。
下面对本发明实施例提供的发送端设备进行介绍，下文描述的发送端设备可与上文以发送端设备侧描述的可见光通信方法相互对应参照。
结合图1，图6示出了本发明实施例提供的发送端设备的结构示意图，参照图6，该发送端设备可以包括：
LED灯具10，所述LED灯具中的LED灯芯划分为q组；各组中的LED灯芯可以并联连接，以使同一组中所有的LED灯芯是并行传输信号的。
串并转换电路11，用于将输入数据进行串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应接收端设备的LED灯具中的一组LED灯芯，各组信号中最大的信号路数为k，；
与所述串并转换电路连接的光功率分配电路12，用于为q组信号的各组信号分配光功率，以使q组信号之间的光功率比例达到设定比例，其中同一组的不同路信号所分配的光功率相同；
分别与所述光功率分配电路和所述LED灯具连接的移相电路13，用于对于分配光功率的q组信号中的各组信号，对各路信号进行相对移相处理，并将各路信号送入对应LED灯芯组中的LED灯芯，以使LED灯芯发出相应的光信号。
LED灯具10发出的光信号将在光信道上利用光的自然叠加特性，形成高阶调制信号，进而实现一个多输入单输出的可见光通信系统。
可选的，光功率分配电路具体可为第i组信号分配光功率ai，以使q组信号的光功率平均值为最小，i为1至q的整数；
进一步，光功率分配电路具体可为第i组信号分配光功率ai，且第i组信号所分配的光功率，与第i+1组信号所分配的光功率的比例为2q-i：2q-(i+1)；
如q为3时，光功率分配电路具体可为第i组信号分配光功率ai，i为1至3的整数，且第一组信号、第二组信号与第三组信号所分配的光功率的比例为4:2:1。
可选的，移相电路具体可对于各组信号中的第j路信号，进行(j-1)Ts/k的相对移相处理，j为1至ki的整数，ki为该第j路信号所在的组信号对应的信号路数，Ts为输入数据的符号周期；
如k为3时，移相电路具体可对于各组信号的第一路信号不进行相对移相处理，第二路信号进行Ts/3的相对移相处理，第三路信号进行2Ts/3的相对移相处理。
本发明实施例提供的发送端设备，可以较为简单且应用限制较小的方式实现数据的高速传输。
下面以接收端设备的角度，对本发明实施例提供的可见光通信方法进行介绍；下文描述的可见光通信方法可与上文以发送端设备侧描述的可见光通信方法相应参照。
图7为本发明实施例提供的接收端设备侧的可见光通信过程的示意图，图8为本发明实施例提供的可见光通信方法的再一流程图，图8所示方法可应用于接收端设备，结合图7和图8，该方法可以包括：
步骤S300、检测发送端设备经由光信道传输的光信号，并转换为电信号；
步骤S310、将所述电信号与加性高斯白噪声相叠加，输出接收信号；
图7中z(t)代表的是光信号经过光信道的自然叠加后被发送端设备所检测并转换后的电信号，n(t)代表的是加性高斯白噪声，r(t)是接收信号；r(t)＝z(t)+n(t)是传输信号经过信道后加上噪声的形式。
步骤S320、对所述接收信号进行模数转换处理，得到数字信号；
数字信号如图7所示r(k)。
步骤S330、对转换后的数字信号进行数据检测，恢复输入数据。
可选的，接收端设备可将采样周期设置为Ts/k，通过高倍的采样光信道传输的光信号，以加性唯一可分解的特性，唯一分解获得传输的输入数据；
具体的，发送端设备发出的高阶调制星座是加性唯一可分解的，这主要与调制阶数2q，星座分解方式和并行传输路数P有关；如将P分为q组，功率分配为ai，则每i组的路数为ki；
在进行移相调制时，需要满足任意个ai的组合不相等，且和的形式有且仅有2q种，基于此加性唯一可分解的特性，则可通过接收端设备接收的信号唯一分解出输入数据；
任意个ai的组合不相等的理解为，q个ai中任意个的和都不相等；比如3:2:1的ai分配比例就不满足q为3组的要求，因为1+2＝3；因此q为3组时，ai分配比例只能是4:2:1；
和的形式有且仅有2q种可以理解为q个ai，任意拿出若干个(1个，两个或者随意个等)，其和的形式就是相加的结果；比如ai分配比例为4:2:1，任意个拿出来的和就是7，6，5，4，3，2，1，0；这里q为3组，则一共有8种和的值；故对于q组，ai分配比例和的形式有且仅有2q。
图9为本发明实施例提供的接收端设备的结构示意图，参照图9，该接收端设备可以包括：
光信号检测器20，用于检测发送端设备经由光信道传输的光信号，并转换为电信号；
与所述光信号检测器连接的叠加器21，用于将所电信号与加性高斯白噪声相叠加，输出接收信号；
与所述叠加器连接的模数转换器22，用于对所述接收信号进行模数转换处理，得到数字信号；
与所述模数转换器连接的数据检测电路23，用于对转换后的数字信号进行数据检测，恢复输入数据。
本发明实施例还提供一种可见光通信系统，该可见光通信系统可以包括上述所述的发送端设备和接收端设备，图10示出了可见光通信系统的可见光通信过程的示意图，可参照。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种可见光通信方法，其特征在于，应用于发送端设备，所述方法包括：
将输入数据进行串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应接收端设备的LED灯具中的一组LED灯芯，各组信号中最大的信号路数为k，所述LED灯具中的LED灯芯划分为q组；
为q组信号的各组信号分配光功率，以使q组信号之间的光功率比例达到设定比例，其中同一组的不同路信号所分配的光功率相同；
对于分配光功率的q组信号中的各组信号，对各路信号进行相对移相处理；
对于相对移相处理后的q组信号中的各组信号，将各路信号送入对应LED灯芯组中的LED灯芯，以使LED灯芯发出相应的光信号；
所述为q组信号的各组信号分配光功率，以使q组信号之间的光功率比例达到设定比例包括：
为第i组信号分配光功率ai，以使q组信号的光功率平均值为最小，i为1至q的整数；
所述为第i组信号分配光功率ai，以使q组信号的光功率平均值为最小包括：
为第i组信号分配光功率ai，且第i组信号所分配的光功率，与第i+1组信号所分配的光功率的比例为2q-i：2q-(i+1)。
2.根据权利要求1所述的可见光通信方法，其特征在于，所述q为3，所述为第i组信号分配光功率ai，且第i组信号所分配的光功率，与第i+1组信号所分配的光功率的比例为2q-i：2q-(i+1)包括：
为第i组信号分配光功率ai，i为1至3的整数，且第一组信号、第二组信号与第三组信号所分配的光功率的比例为4:2:1。
3.根据权利要求1-2任一项所述的可见光通信方法，其特征在于，所述对于分配光功率的q组信号中的各组信号，对各路信号进行相对移相处理包括：
对于各组信号中的第j路信号，进行(j-1)Ts/k的相对移相处理，j为1至ki的整数，ki为该第j路信号所在的组信号对应的信号路数，Ts为输入数据的符号周期。
4.根据权利要求3所述的可见光通信方法，其特征在于，k为3；所述对于各组信号中的第j路信号，进行(j-1)Ts/k的相对移相处理包括：
对于各组信号的第一路信号不进行相对移相处理，第二路信号进行Ts/3的相对移相处理，第三路信号进行2Ts/3的相对移相处理。
5.一种发送端设备，其特征在于，包括：
LED灯具，所述LED灯具中的LED灯芯划分为q组；
串并转换电路，用于将输入数据进行串并转换处理，得到q组信号，一组信号对应接收端设备的LED灯具中的一组LED灯芯，各组信号中最大的信号路数为k；
与所述串并转换电路连接的光功率分配电路，用于为q组信号的各组信号分配光功率，以使q组信号之间的光功率比例达到设定比例，其中同一组的不同路信号所分配的光功率相同；
分别与所述光功率分配电路和所述LED灯具连接的移相电路，用于对于分配光功率的q组信号中的各组信号，对各路信号进行相对移相处理，并将各路信号送入对应LED灯芯组中的LED灯芯，以使LED灯芯发出相应的光信号；
所述光功率分配电路为q组信号的各组信号分配光功率，以使q组信号之间的光功率比例达到设定比例包括：
为第i组信号分配光功率ai，以使q组信号的光功率平均值为最小，i为1至q的整数；
所述为第i组信号分配光功率ai，以使q组信号的光功率平均值为最小包括：
为第i组信号分配光功率ai，且第i组信号所分配的光功率，与第i+1组信号所分配的光功率的比例为2q-i：2q-(i+1)。
6.一种可见光通信方法，其特征在于，基于权利要求1-4任一项所述的可见光通信方法；所述方法应用于接收端设备，所述方法包括：
检测发送端设备经由光信道传输的光信号，并转换为电信号；
将所电信号与加性高斯白噪声相叠加，输出接收信号；
对所述接收信号进行模数转换处理，得到数字信号；
对转换后的数字信号进行数据检测，恢复输入数据。
7.一种接收端设备，其特征在于，用于实现权利要求6所述的可见光通信方法，所述接收端设备包括：
光信号检测器，用于检测发送端设备经由光信道传输的光信号，并转换为电信号；
与所述光信号检测器连接的叠加器，用于将所电信号与加性高斯白噪声相叠加，输出接收信号；
与所述叠加器连接的模数转换器，用于对所述接收信号进行模数转换处理，得到数字信号；
与所述模数转换器连接的数据检测电路，用于对转换后的数字信号进行数据检测，恢复输入数据。
8.一种可见光通信系统，其特征在于，包括权利要求5所述的发送端设备，和权利要求7所述的接收端设备。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109412662B (zh) * 2018-09-30 2021-05-18 东南大学 多输入多输出可见光通信系统能效优化方法
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103973393A (zh) * 2013-01-25 2014-08-06 中国人民解放军信息工程大学 一种可见光通信数据传输的方法和系统
CN104243034A (zh) * 2014-09-30 2014-12-24 中国人民解放军信息工程大学 一种可见光通信系统及可见光通信方法
WO2015165749A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 Koninklijke Philips N.V. Phase-modulated coded light

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103973393A (zh) * 2013-01-25 2014-08-06 中国人民解放军信息工程大学 一种可见光通信数据传输的方法和系统
WO2015165749A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 Koninklijke Philips N.V. Phase-modulated coded light
CN104243034A (zh) * 2014-09-30 2014-12-24 中国人民解放军信息工程大学 一种可见光通信系统及可见光通信方法

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