[发明专利]基于双极性信号的可见光通信方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，特别涉及一种基于双极性信号的可见光通信方法与装置。

背景技术

VLC(Visible Light Communication，可见光通信)是一种在LED照明的基础上实现无线通信的技术手段，利用光源发出肉眼无法察觉的高频信号来传输信息。以其频谱宽、绿色节能、深度覆盖、可与照明有机结合的特点而具有良好的发展前景。

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术，以其频谱效率高、抗多径干扰能力强、系统实现的复杂度低，同时可以根据信道特性进行比特功率分配、最大化传输速率等优点，在可见光通信中得到了广泛应用。

然而，OFDM信号是一种双极性信号，因为光强不能出现负值，对于传统的强度调制-直接探测的光通信系统，双极性信号是无法采用的。通常的解决方法是，在电光信号转换的时候为OFDM加上直流偏置，使得双极性信号变为单极性信号，从而可以在光上传输，这种方法叫做直流偏置光正交频分复用系统(DC biased Optical OFDM)，简称DCO-OFDM。采用DCO-OFDM系统，会增大输出光信号的平均功率，降低系统的功率效率。另一种方法是，采用非对称限幅光正交频分复用系统(Asymmetrically Clipped Optical OFDM)，简称ACO-OFDM。ACO-OFDM系统通过设计一种数据结构，使得传输时域信号具有一定关联性，然后直接在时域将原OFDM信号中小于0的部分截去，只保留正值，在接收机进行解调。ACO-OFDM具有调制深度高的优点，然而由于非对称限幅的噪声影响，接收端解调后得到的信号幅值为原来的一半。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于双极性信号的可见光通信方法。

本发明的第二个目的在于提出一种基于双极性信号的可见光通信装置。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种基于双极性信号的可见光通信方法，包括以下步骤：S1：将待传输信号的负数部分置零，保留所述待传输信号的正数部分得到正极性信号；将待传输信号的正数部分置零，保留所述待传输信号的负数部分得到负极性信号；S2：将所述正极性信号乘以第一放大因子，进行数模变换、变频和滤波后，控制第一LED灯簇的电流，得到第一可见光通信信号后发送；以及S3：将所述负极性信号乘以第二放大因子，加上直流偏置，进行数模变换、变频和滤波后，控制第二LED灯簇的电流，得到第二可见光通信信号后发送。

根据本发明实施例的基于双极性信号的可见光通信方法，利用不同的LED灯簇实现双极性信号的可见光通信，突破可见光通信对信号单极性的限制，可以消除非对称限幅的噪声影响，扩大可见光通信信号动态范围、提高接收信号质量。

另外，根据本发明上述实施例的基于双极性信号的可见光通信方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述待传输信号为从电力线上耦合通过电力线通信技术传输的双极性信号。

进一步地，所述待传输信号的来源为ACO-OFDM、PAM-DMT或者HACO-OFDM信号非对称限幅前的双极性信号。

进一步地，所述待传输信号的来源为CP-OFDM、ZP-OFDM或者TDS-OFDM双极性信号。

进一步地，所述第一LED灯簇和第二LED灯簇为同一LED灯内部分或全部灯珠的集合、或不同LED灯部分或全部灯珠的集合。

进一步地，所述第一放大因子和所述第二放大因子相等，且所述第一放大因子或所述第二放大因子的确定准则为使时域信号切顶比例达到一定数值，或使可见光通信信号功率与切顶畸变功率和噪声功率之和的比值最大。

进一步地，所述直流偏置的值数模变换后不大于可见光线性区间的最大电流。

进一步地，所述第一可见光通信信号与所述第二可见光通信信号时间上完全同步，同步方法是由同一晶振产生时钟同时驱动。

进一步地，所述第一可见光通信信号与所述第二可见光通信信号时间上完全同步，同步方法是由供电交流电的工频信号进行同步。