[发明专利]基于多阶幅度调制的可见光信号的编码和解码方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及可见光通信，尤其是涉及一种基于多阶幅度调制的可见光信号的编码和解码方法、装置及系统。

背景技术

可见光通信是一种在LED技术上发展起来的新兴的、短距离高速无线光通信技术。可见光通信的基本原理就是利用发光二极管（LED）比荧光灯和白炽灯切换速度快的特点，通过LED光源的高频率闪烁来进行通信。有光代表二进制1，无光代表二进制0。包含了数字信息的高速光信号经过光电转换即可获得信息。无线光通信技术因为其数据不易被干扰和捕获，光通信设备制作简单且不宜损坏或消磁，可以用来制作无线光加密钥匙。与微波技术相比，无线光通信有相当丰富的频谱资源，这是一般微波通信和无线通信无法比拟的；同时可见光通信可以适用任何通信协议、适用于任何环境；在安全性方面，无线光通信相比传统的磁性材料，无需担心消磁问题，更不必担心通信内容被人窃取；无线光通信的设备架设灵活便捷，且成本低廉，适合大规模普及应用。

随着可见光通信的快速推广，已经提出了利用电子设备的LED（发光二极管）灯发送可见光信号的技术。电子设备中的LED灯的开关时信号占空比不确定，但是其亮、暗持续时间可控，可分别作为高、低电平。因此可以通过特别设置的编码方式，实现LED灯发送表征数据信息的可见光信号的目的。然而本申请的发明人在实践中发现目前的方法中传输速率（即单位时间传输的信息量）仍较小，有进一步提高的空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多阶幅度调制的可见光信号的编码和解码方法、装置及系统，以提高基于LED灯的可见光通信的信息传输速率。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种基于多阶幅度调制的可见光信号的编码方法，包括以下步骤：将待发送的信息分成多个信息单元，每一信息单元包含多个比特；将该多个信息单元转换为以至少三个电平表示的多个电信号单元，其中相邻电信号单元之间具有以该至少三个电平中的第一电平表示的间隔，每一电信号单元以该至少三个电平中的其余电平的组合来代表对应的信息单元的该多个比特；对各电信号单元进行组合，获得编码后的电信号；以及以可见光信号形式发送该编码后的电信号。

在本发明的一实施例中，将该多个信息单元转换为以至少三个电平表示的多个电信号单元的步骤为：根据预先设置的对应表，确定所述信息单元对应的所述电信号单元的电平组合。

在本发明的一实施例中，该方法还包括设置该第一电平的持续时间达到第一阈值作为信号结束标志。

在本发明的一实施例中，每一信息单元包含N个比特，N为自然数；其中该信息是以二进制表示。

在本发明的一实施例中，以可见光信号形式发送该编码后的电信号的步骤为：以该编码后的电信号控制发光二极管以可见光信号形式发送该编码后的电信号，其中发光二极管为照明灯或集成到电子设备中。

在本发明的一实施例中，该第一电平为该至少三个电平的均值。

在本发明的一实施例中，该第一电平不为该至少三个电平的均值，且该编码后的电信号的开头为该第一电平。

本发明还提出一种基于多阶幅度调制的可见光信号的解码方法，包括以下步骤：接收可见光信号并转换为电信号；当检测到从第一电平向其它电平的跳变时，判断为电信号单元开始，记录其它电平的组合；当检测到从其它电平到第一电平的跳变时，判定该电信号单元结束，并开始计时；当检测到第一电平的持续时间达到第一阈值时，判断信号结束；将接收到的各电信号单元进行解码而转换为信息单元；以及将多个信息单元组合成信息。

在本发明的一实施例中，将接收到的各电信号单元进行解码而转换为信息单元的步骤为：根据预先设置的对应表，确定所述记录的电信号单元的其它电平的组合对应的信息单元。

在本发明的一实施例中，该信息是以二进制表示。

在本发明的一实施例中，检测到从第一电平向其它电平的跳变之前还包括：通过低通滤波获得电平均值并作为该第一电平。

在本发明的一实施例中，检测到从第一电平向其它电平的跳变之前还包括：将该电信号开头的电平作为该第一电平。

在本发明的一实施例中，该方法还包括将该信息与预设信息进行对比，若该信息与预设信息匹配，则使用该信息对一被控设备进行控制。

在本发明的一实施例中，该信息与预设条件的匹配包括：该信息与该预设条件相同或存在对应关系。