[发明专利]一种反向脉冲编码调制的可见光通信系统

说明书

本发明提供一种反向脉冲编码调制的可见光通信系统，包括发送端定时单元、信号预处理单元、信号调制单元、信号载频发射单元、可见光信号接收及光电转换单元、接收端定时单元、信号解调单元及PAM信号后处理单元；所述信号调制单元通过反向调制编码将模拟信号调制为脉冲信号，所述信号解调单元相应地将所述脉冲信号解调为模拟信号。本发明通过所述信号调制单元使用反向调制编码将模拟信号调制为脉冲信号，又通过所述信号解调单元相应地将所述脉冲信号解调为模拟信号，使信道中无信号或小信号时，传输的脉冲“1”信号显著增加，保证了接收端时钟脉冲和同步脉冲的提取，从而使可见光通信系统更可靠、稳定地运行。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种反向脉冲编码调制的可见光通信系统。

背景技术

可见光通信(visible light communications，简称：VLC)属于无线通信和光通信的一种通信技术，指利用肉眼看得见的“可视光”传递信息的无线通信技术。相对于现在常用的无线局域网WiFi，国内也将可见光通信称为LiFi(Light Fidelity)，即利用快速的光脉冲无线传输信息。

近年来LED照明迅速发展，相比传统灯具，LED灯具具有高光强、高发光效率、高可靠性、使用寿命长等特点，是可见光通信的载体基础；LED照明灯具的亮度可以高速调节，是可见光通信能高速调制、高速传输的理论基础；LED照明采用直流恒压源或恒流源供电，给信号载频、抗扰性强提供有利条件。

可见光通信可以在不影响LED灯具正常照明前提下，将信息通过调制后，载频到LED灯发出的可见光中，接收端利用光电转换器接收含有信息的可见光并转换为电信号，并从中解调出相应的信息。实现“照”“通”合一，是LED技术在发展、应用上更高、更深层次的典型突破。但是，作为通信用LED灯而言，对载频频率和传输速率有影响的参数也有其特殊的要求，如发光强度、辐射角度、光谱中心波长、LED芯片结电容等。

可见光通信技术在我国起步较晚，但是在广大科技人员的努力下，目前达到的研究水平几乎与世界先进水平同步。而且在很多领域体现出独特的优势，如矿井人员定位、导购、导医、室内局域网等。往往一项新技术的诞生，人们对其认知度的局限性，开始只会停留在现有需求基础上替代性应用，而发展到后来往往会“面目全非”。如手机的发展，从“解决无线电话”的目的出发进行研制，到“发送信息”，到“上网”，到“视频电话”，到“照相机、摄像机”……,现在发展到当初发明者可能很多没想到的功能。可见光通信的应用领域、最佳应用领域、与其他通信方式的互联互通……，有待我们去探索，去开拓。

目前的可见光通信系统均采用正向调制编码方式将模拟信号调制为脉冲信号。在通信电路中为了保持接收端与发送端同频、同步，接收端的时钟脉冲是从发送端脉冲中提取和识别的。在通信线路运行中，信道空闲时隙的比例远高于信道忙时的比例，而即使在信道忙时，传输小信号的比例也远高于大信号的比例。可见光通信系统采用正向调制编码方式，在信道中传输的脉冲“0”信号远多于脉冲“1”信号。长时间的脉冲“0”信号对时钟和同步信号的提取十分不利。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种反向脉冲编码调制的可见光通信系统，通过反向脉冲调制编码(RPCM)，使信道中无信号或小信号时，传输的脉冲“1”信号显著增加，保证了接收端时钟脉冲和同步脉冲的提取。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明提供一种反向脉冲编码调制的可见光通信系统，包括发送端定时单元、信号预处理单元、信号调制单元、信号载频发射单元、可见光信号接收及光电转换单元、接收端定时单元、信号解调单元及PAM信号后处理单元；

所述信号调制单元通过反向调制编码将模拟信号调制为脉冲信号，所述信号解调单元相应地将所述脉冲信号解调为模拟信号。