CN108092719A - 一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法 - Google Patents

一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108092719A
CN108092719A CN201711475703.XA CN201711475703A CN108092719A CN 108092719 A CN108092719 A CN 108092719A CN 201711475703 A CN201711475703 A CN 201711475703A CN 108092719 A CN108092719 A CN 108092719A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
mrow
lamp bead
mtr
mtd
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711475703.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108092719B (zh
Inventor
郑迪
张洪明
丁浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Shijie Photoelectric Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Shijie Photoelectric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Shijie Photoelectric Co Ltd filed Critical Jiangsu Shijie Photoelectric Co Ltd
Priority to CN201711475703.XA priority Critical patent/CN108092719B/zh
Publication of CN108092719A publication Critical patent/CN108092719A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108092719B publication Critical patent/CN108092719B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116—Visible light communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/391—Modelling the propagation channel
    • H04B17/3912—Simulation models, e.g. distribution of spectral power density or received signal strength indicator [RSSI] for a given geographic region
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems

Abstract

本发明公开了光通信领域内的一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法，包括以下步骤：步骤1）建立多灯珠、多用户组成的MIMO系统，将M个LED灯珠密集排列，M≥2；步骤2）按照一定顺序给每个灯珠添加不同的相位，相位依次为：

Description

一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法
技术领域
本发明涉及一种通信方法，特别涉及一种可见光通信方法。
背景技术
如今，MIMO技术已经广泛的应用到了可见光通信系统中，因其能够带来复用增益，提高系统的信道容量。在以往的可见光MIMO通信系统中，不同的发送端需要相隔较远的距离，才能使不同发送端对同一个接收端具有不同的信道系数，从而降低信道相关性。而某些实际场景要求信号光源处在相对集中的位置，限制了传统可见光MIMO系统的使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法，解决现有技术中相邻灯珠距离较近时信道相关性很高的问题，使得其支持多用户同时收发信号。
本发明的目的是这样实现的：一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法，包括以下步骤：
步骤1)建立多灯珠、多用户组成的MIMO系统，将M个LED灯珠密集排列，M≥2；
步骤2)按照一定顺序给每个灯珠添加不同的相位，相位依次为：
步骤3)发送端将基带复信号调制为带通实信号后添加直流偏置，经LED灯珠以信号光的形式发出；
步骤4)接收端将将接收到的信号光先减去直流偏置，再进行解调，得到数据信号。
作为本发明的进一步限定，步骤1)的具体方法为：设MIMO系统有M个灯珠，N个用户，其中M个灯珠以线性阵列方式排列，且第i个灯珠到第一个灯珠的距离为di,i＝1,2,…,M。第一个灯珠到第k个用户的距离为rk，角度为θk；调制载波的频率为fc，波长为λc；所述MIMO的信道模型为：
y＝Hx+w
其中，y＝[y1,y2,…,yN]T为N个用户接收到的信号，x＝[x1,x2,…,xM]T为M个灯珠发送的信号，w～CN(0,N0I)为信道噪声，符合高斯分布，H为信道系数矩阵。
作为本发明的进一步限定，其中M个灯珠对N个用户的信道系数矩阵为：
M个灯珠对第k个用户的信道系数向量表示为：
作为本发明的进一步限定，步骤3)中发送端实际发出的信号为：
其中，t表示时间，Re[·]表示取实部运算，c为常向量。
作为本发明的进一步限定，步骤4)中接收端实际接收的信号为：
解调前应先将探测到的信号去除直流部分，得到再将解调、滤波变为基带信号，即得接收信号y。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明减小了多灯珠系统信道的相关性，通过合理的设计信号附加相位，使得信道系数矩阵H满秩，从而使得系统可以同时进行min(M，N)路信号传输。本发明可用于光信号传输中。
具体实施方式
一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法，包括以下步骤：
步骤1)建立多灯珠、多用户组成的MIMO系统，将M个LED灯珠密集排列，M≥2，具体方法为：设MIMO系统有M个灯珠，N个用户，其中M个灯珠以密集方式排列，且第i个灯珠到第一个灯珠的距离为di,i＝1,2,…,M。第一个灯珠到第k个用户的距离为rk，角度为θk；调制载波的频率为fc，波长为λc；所述MIMO的信道模型为：
y＝Hx+w
其中，y＝[y1,y2,…,yN]T为N个用户接收到的信号，x＝[x1,x2,…,xM]T为M个灯珠发送的信号，w～CN(0,N0I)为信道噪声，H为信道系数矩阵，其中M个灯珠对N个用户的信道系数矩阵为：
M个灯珠对第k个用户的信道系数向量表示为：
步骤2)按照一定顺序给每个灯珠添加不同的相位，相位依次为：
步骤3)发送端将基带信号调制后添加直流偏置，经LED灯珠以信号光的形式发出，发送端实际发出的信号为：
其中，t表示时间，Re[·]表示取实部运算，c为常向量；
步骤4)接收端将将接收到的信号光先减去直流偏置，再进行解调，得到数据信号，接收端实际接收的信号为：
解调前应先将探测到的信号去除直流部分，得到将解调、滤波变为基带信号，即得接收信号y。
下面结合本发明的原理对本发明做进一步说明。
使用多灯珠、多用户组成的MIMO系统，在灯珠排列密集的情况下仍能多路信号同时传输。
设系统有M个灯珠，N个用户，其中M个灯珠密集排列。设第一个灯珠到第k个用户的距离为rk，角度为θk；第i个灯珠到第一个灯珠的距离为di,i＝1,2,…,M，显然d1＝0；调制载波的频率为fc，波长为λc；该系统信道模型为
y＝Hx+w
其中，y＝[y1,y2,…,yN]T为N个用户接收到的信号，x＝[x1,x2,…,xM]T为M个灯珠发送的信号，w～CN(0,N0I)为信道噪声，H为信道系数矩阵。
第i个灯珠到第k个用户的信道系数为
其中a为信号通过这条路径的衰减系数，我们可以假设每条路径的衰减系数相同；τki为第i个灯珠到第k个用户路径上信号的时延，它包含由灯珠到用户的距离所产生的时延，和对发送前信号的时移。令第i个灯珠上发送的信号增加的时延，其中，为单位附加相位，则信号时延可表示为
其中，lki为第i个灯珠到第k个用户的距离，设线性灯珠阵列与第k个用户的夹角为θk，则距离表示为
lki＝rk+dicosθk
从而，第i个灯珠到第k个用户的信道系数为
由于LED灯珠的调制带宽约为200MHz，因此为了尽可能提高信道容量，载波频率fc的取值应在(80,120)MHz范围内，此时载波波长λc约为3米。这种情况下，由于灯珠密集排列使得间距di很小，可将忽略。即
M个灯珠对第k个用户的信道系数向量可表示为
因此，M个灯珠对N个用户的信道系数矩阵为
在发送端信号调制后，由于可见光系统要求发送的信号为正数，因此要给每一个要发送的信号加上直流偏置，即各路信号均加上一个常数c，且c>0，得到几乎所有信号均为非负的实际发送信号
其中，t表示时间，Re[·]表示取实部运算，c为常量。
在接收端解调前应先将探测到的信号去除直流成分，得到最后将解调、滤波变为基带信号，即得接收信号y。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)建立多灯珠、多用户组成的MIMO系统，将M个LED灯珠密集排列，M≥2；
步骤2)按照一定顺序给每个灯珠添加不同的相位，相位依次为：
步骤3)发送端将基带复信号调制为带通实信号后添加直流偏置，经LED灯珠以信号光的形式发出；
步骤4)接收端将将接收到的信号光先减去直流偏置，再进行解调，得到数据信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法，其特征在于，步骤1)的具体方法为：设MIMO系统有M个灯珠，N个用户，其中M个灯珠密集排列，且第i个灯珠到第一个灯珠的距离为di,i＝1,2,…,M。第一个灯珠到第k个用户的距离为rk，角度为θk；调制载波的频率为fc，波长为λc；所述MIMO的信道模型为：
y＝Hx+w
其中，y＝[y1,y2,…,yN]T为N个用户接收到的信号，x＝[x1,x2,…,xM]T为M个灯珠发送的信号，w～CN(0,N0I为信道噪声，符合高斯分布，H为信道系数矩阵。
3.根据权利要求2所述的一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法，其特征在于，其中M个灯珠对N个用户的信道系数矩阵为：
<mrow> <mi>H</mi> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msup> <msub> <mi>h</mi> <mn>1</mn> </msub> <mi>T</mi> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msup> <msub> <mi>h</mi> <mn>2</mn> </msub> <mi>T</mi> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msup> <msub> <mi>h</mi> <mi>N</mi> </msub> <mi>T</mi> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
M个灯珠对第k个用户的信道系数向量表示为：
4.根据权利要求2所述的一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法，其特征在于，步骤3)中发送端实际发出的信号为：
<mrow> <mover> <mi>x</mi> <mo>^</mo> </mover> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msqrt> <mn>2</mn> </msqrt> <mi>Re</mi> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>x</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mn>2</mn> <msub> <mi>&amp;pi;f</mi> <mi>c</mi> </msub> <mi>t</mi> </mrow> </msup> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>+</mo> <mi>c</mi> </mrow>
其中，t表示时间，Re[·]表示取实部运算，c为常向量。
5.根据权利要求3所述的一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法，其特征在于，步骤4)中接收端实际接收的信号为：
<mrow> <mover> <mi>y</mi> <mo>^</mo> </mover> <mo>=</mo> <mover> <mi>H</mi> <mo>^</mo> </mover> <mover> <mi>x</mi> <mo>^</mo> </mover> <mo>+</mo> <mi>w</mi> </mrow>
解调前应先将探测到的信号去除直流部分，得到再将解调、滤波变为基带信号，即得接收信号y。
CN201711475703.XA 2017-12-29 2017-12-29 一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法 Active CN108092719B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711475703.XA CN108092719B (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711475703.XA CN108092719B (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108092719A true CN108092719A (zh) 2018-05-29
CN108092719B CN108092719B (zh) 2020-08-04

Family

ID=62180537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711475703.XA Active CN108092719B (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108092719B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022007338A1 (zh) * 2020-07-08 2022-01-13 武汉光迅科技股份有限公司 一种信号解调方法、装置、计算机存储介质及设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1848835A (zh) * 2005-04-11 2006-10-18 华为技术有限公司 一种偏置正交幅度调制系统的信号发射方法
CN101106407A (zh) * 2006-07-10 2008-01-16 华为技术有限公司 天线发射机/接收机、天线收发系统及其实现收发的方法
US20110064156A1 (en) * 2006-09-05 2011-03-17 Lg Electronics Inc. Method of transmitting feedback information for precoding and precoding method
CN103959115A (zh) * 2011-11-28 2014-07-30 阿尔卡特朗讯 光mimo处理
CN103986685A (zh) * 2014-06-03 2014-08-13 中国人民解放军信息工程大学 一种信号处理方法及装置
CN104980216A (zh) * 2015-06-10 2015-10-14 清华大学 多输入多输出可见光mimo系统
CN106100727A (zh) * 2016-05-27 2016-11-09 清华大学 兼顾定位的可见光通信mimo系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1848835A (zh) * 2005-04-11 2006-10-18 华为技术有限公司 一种偏置正交幅度调制系统的信号发射方法
CN101106407A (zh) * 2006-07-10 2008-01-16 华为技术有限公司 天线发射机/接收机、天线收发系统及其实现收发的方法
US20110064156A1 (en) * 2006-09-05 2011-03-17 Lg Electronics Inc. Method of transmitting feedback information for precoding and precoding method
CN103959115A (zh) * 2011-11-28 2014-07-30 阿尔卡特朗讯 光mimo处理
CN103986685A (zh) * 2014-06-03 2014-08-13 中国人民解放军信息工程大学 一种信号处理方法及装置
CN104980216A (zh) * 2015-06-10 2015-10-14 清华大学 多输入多输出可见光mimo系统
CN106100727A (zh) * 2016-05-27 2016-11-09 清华大学 兼顾定位的可见光通信mimo系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022007338A1 (zh) * 2020-07-08 2022-01-13 武汉光迅科技股份有限公司 一种信号解调方法、装置、计算机存储介质及设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN108092719B (zh) 2020-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110310951A1 (en) Computationally-efficient mimo equalization algorithm for high-speed, real-time, adaptive polarization multiplexed (polmux) ofdm transmission with direct detection
CN102891824B (zh) 高速光dft-s ofdm调制系统中基于射频导频的噪声扩散抑制方法
US9979490B2 (en) Exploiting frequency diversity on a sub-band basis for optical transmission performance enhancement
CN104618296B (zh) 一种pam‑dmt系统的符号检测方法
CN102687475A (zh) 用于在光学网络部件中处理数据的方法以及光学网络部件
Vagionas et al. A six-channel mmWave/IFoF link with 24Gb/s Capacity for 5G Fronthaul Networks
WO2019049616A1 (ja) 光伝送特性推定方法、光伝送特性補償方法、光伝送特性推定システム及び光伝送特性補償システム
CN105933070A (zh) 射频信号的发送系统、接收系统、收发系统和收发方法
CN103825658A (zh) 一种利用光通信提升回传链路效率的lte-a中继系统
CN113645171B (zh) 可重构智能表面多用户mimo系统调制解调方法及装置
CN109842448B (zh) 基于反转4ppm线路编码的正交调制标签方法
CN108092719A (zh) 一种基于信号附加相位的多灯珠可见光通信方法
CN104468450A (zh) 偏振复用dd-ofdm-pon系统及信号传输方法
CN105763256A (zh) 一种可见光通信中基于多色led的ofdm传输方法
CN102007743B (zh) 用信道频带发送/接收通信信号的频带高效方法和系统
CN1298596A (zh) 数据传输方法及数据传输装置
CN100550876C (zh) 一种变换域通信系统收发机及其实现方法
CN101741804A (zh) 光ofdm系统中基于训练序列和循环前缀（cp）的自适应信道估计方法
CN110521153B (zh) 根据空间-时间编码方案通信传输的装置、系统和方法
CN106559135A (zh) 基于可见光通信的信息收发方法、收发装置及其系统
US20070147486A1 (en) Signal processing within a wireless modem
CN103199907B (zh) 预信道mimo无线发射装置及信号发射方法
KR101944506B1 (ko) 기지국에서의 상향 링크 신호 검출 방법
CN102457454A (zh) 一种处理多路单载波信号的方法、装置及系统
CN104486274A (zh) 一种多天线单载波频分多址系统的信号传输方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant