[发明专利]基于可见光通信的四色LED混光方法

权利要求书

1.基于可见光通信的四色LED混光方法，其包括以下步骤：

1)利用光谱仪获得各单色光光谱功率分布，并计算出对应的各单色光的三刺激值；

2)确定混合光的目标色温，选择相应的参照光源求得其混合色的三刺激值；

3)根据颜色相加原理，所述各单色光的三刺激值相加应该等于所述混合色的三刺激值，得混色方程组；

4)根据所述混色方程组中各单色光的混光系数，可以得到混合光的光谱功率分布，利用混合光的光谱功率分布计算混合光的显色指数R_a,其中，

R_a≥ε，ε为常数；

5)计算混合光的信道容量C的范围，在所述范围内求出最大容量C_max；

6)输出所述最大容量的各色光配比。

2.如权利要求1所述的基于可见光通信的四色LED混光方法，其中，混光为串行模式，所述串行模式是指所述四色LED光依次发射，根据获得的所述的各单色光的混光系数相对比例，调整对应的所述各单色光的发光时间脉宽，在发射端得到目标混合白光，得到所述混合白光的信道总容量C的范围。

3.如权利要求1所述的基于可见光通信的四色LED混光方法，其中，混光为串行模式，所述串行模式是指所述四色LED光依次发射，根据获得的所述的各单色光混光系数的相对比例，调节各单色光电流、发光时间脉宽之间的配比，在发射端得到目标混合白光，得到所述混合白光的信道总容量C的范围。

4.如权利要求1所述的基于可见光通信的四色LED混光方法，其中，混光为并行模式，并行模式是指所述四色LED光同时发射，根据获得的所述的各单色光混光系数的相对比例，调整对应的各单色光的偏置电流，在发射端得到目标混合白光，获得所述混合白光的信道总容量C的范围。

5.如权利要求2所述的基于可见光通信的四色LED混光方法，其中，四色LED混光为RGBA或RGBW四色LED混光，其混光系数的相对比例为[k₁,k₂,k₃,k₄]，所述方法具体为：

i.首先计算分别发射各单色光时接收端APD的响应电流I_si，已知接收端APD增益为1时的响应函数为R(λ)，混合光的光谱功率分布函数为S_i(λ)，i＝1,2,3,4，则有Isi=(m+1)A2πd2cosmφcosψ∫λMR(λ)Si(λ)dλ,]]>

M是APD的输出增益；为朗伯辐射阶数；φ为发射机四色LED的其中，

发射角；ψ为入射光相对于接收机轴线的入射角；d为接收端与发射端的空间距离；A为接收APD的感光面积；

ii.接收端的噪声为散弹噪声，则接收端APD的光谱噪声功率的方差近似为

σni2=2qIsiMFB]]>

其中，q为电子电荷，B为系统带宽，F为超噪声系数；

iii.计算噪声归一化的等效光信道的系数[h₁,h₂,h₃,h₄]；

hi=Isiσni]]>

iv.计算各单色光信道的容量c_i；

c_i＝log₂(1+h_i²)

v.计算混合白光的信道总容量C；

C=k1c1+k2c2+k3c3+k4c4k1+k2+k3+k4]]>

vi.优化信道容量，求解最大值C_max；

C为关于k₄的函数，求出信道容量的最大值。