[发明专利]OCC-VLC异构组网系统

说明书

本发明公开了一种OCC‑VLC异构组网系统及其运行方法，异构组网系统包括：包含服务器、VLC‑AP、OCC‑AP、LED以及多个用户端。OCC‑AP链路用于用户申请接入组网、发送上行确认信息以及在VLC链路质量不好时负责上下行通信。VLC‑AP负责高速下行链路传输。由于VLC链路不稳定，因此加入重传机制，在VLC链路质量较好的时候通过VLC下行链路重传，当VLC链路质量差时，通过OCC链路进行通信，此时只允许发送文本信息。所有用户均配备光检测以及OCC的收发设备。运行方法针对VLC链路和OCC链路的帧格式设计、系统的接入协议、通信协议以及重传机制。本发明的优点是：具有适用于特殊环境、适用于移动场景、安全等优点。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种OCC-VLC异构组网系统。

背景技术

随着无线通信技术的广泛应用，无线网络技术成为了研究热点。目前无线网络技术(如3G、4G、蓝牙、WiFi(Wireless Fidelity)等)主要依赖射频技术。由于无线网络中有限的频谱资源，基于射频的通信变得越来越受限。因此，为了支持日益增长的高速可靠通信需求，许多研究人员目前认为光通信是无线通信技术的一种有效补充。OWC(OpticalWireless Communication)技术已被证明能够支持物联网和第五代(5G)无线通信系统的大规模连接所产生的庞大数据量，而 VLC(Visible Light Communication)技术作为OWC技术的重要分支，在无线光组网技术上应用广泛。

VLC使用发光二极管或激光二极管作为信源光信号的发射器，光电探测器作为接收器，传输人眼无法分辨的高频闪烁光信号。目前市面上一般选用LED作为室内照明工具，同时可见光通信工作的频谱在400nm～700nm范围内，与用于照明的波长范围基本一致，因此可见光通信技术可以兼顾照明和信息通信两种功能。

OCC是一种利用光学图像传感器作为红外线(Infrared Radiation，IR)或可见光波段接收器的通信技术，因此，这种技术也称为图像传感器通信。OCC是一种特殊类型的可见光通信，它继承了VLC技术的优点，以可见光作为信息载体，使用发光二极管(light-emitting diode，LED)或液晶显示屏(Liquid Crysta l Display，LCD)等发光器件作为发送设备，接收端则与VLC系统不同，OCC系统的接收设备可以是数码相机、智能设备的摄像头等。OCC技术相比传统无线通信具有如频谱资源丰富、无射频干扰、成本低廉、绿色环保以及安全性高等优点。

目前双向VLC组网存在如下问题：(1)存在同频干扰；(2)覆盖范围有限； (3)容易受到自然光、阴影、反射以及遮挡的影响。因此，为了弥补上述缺陷，异构无线光组网技术应运而生。

异构组网集成了两种或两种以上不同的技术，例如：RF(Radio Frequency)/ FSO(Free-Space Optical)、WiFi/LiFi(Light Fidelity)、Femtocell/VLC、电力线通信(PowerLine Communication，PLC)/VLC、蓝牙低能耗(Bluetooth Low Energy，BLE)/OCC、VLC/FSO以及LiFi/OCC(Optical Camera Communication) 等。异构组网能够提供所集成技术的一些优势，在负载均衡、提高链路可靠性、无缝切换、提高能效、偏远地区的无线连接可用性、提高安全性和减少干扰方面发挥着重要作用。因此，这种网络引起了研究者的关注。

与本发明相关的现有技术一