[发明专利]一种用于室内VLC系统双间隔脉冲位置调制解调方法

说明书

本发明公开了一种用于室内VLC系统双间隔脉冲位置调制解调方法，所述方法包括：调制过程：先将原始信号映射成调制信号，再通过给调制信号添加两个帧头0110和0111进行同步传输信号，减少数据位的时隙个数；解调过程：接收端通过序列检测的方式正确识别作为同步信号的帧头，当检测到0110和0111串行信号时，还需验证检测到0110和0111是同步帧头还是误码，若验证0110和0111是同步帧头，再将数据位的调制信号解映射成原始信号。本发明在抗干扰性和带宽利用率方面对通信系统均有一定提升，从而改善室内可见光通信系统的通信效率。

技术领域

本发明涉及可见光通信(Visible Light Communication，VLC)和数字信号调制解调技术领域，尤其涉及一种用于室内VLC系统双间隔脉冲位置调制解调方法，在抗干扰性和带宽利用率方面对通信系统均有一定提升，有望改善室内可见光通信系统的通信效率。

背景技术

室内可见光通信(VLC)作为一种无线宽带接入方案，可实现照明和通信双重功能，且具有传输速率高，通信保密性好，以及无需授权许可的频谱资源。然而，作为新兴通信技术，在获得实际应用前还有一些问题亟待解决，例如，整个室内存在着太阳光以及人为制造的光源，这些光噪声对传输信号产生很大影响，需要适合可见光通信的调制解调技术降低其影响。可见光通信的调制解调技术的作用除了使信源信号利于信道传输外，另一作用就是降低信道中光噪声的影响，光强信号是非负信号，加性光噪声会使所有的传输信号的幅值变大，通过适用于室内VLC系统的调制解调技术降低光噪声对传输信号的影响，提高VLC系统的抗干扰性。

适用于室内VLC的调制解调方式中，开关键控调制(On-Off Keying,OOK)是最简单的调制方式，虽带宽利用率高，但抗干扰性最差；脉冲位置调制(Pulse PositionModulation,PPM)与OOK调制同属于二进制调制，抗扰性较高，但以牺牲带宽利用率为代价；色移键控调制(Color Shift Keying,CSK)虽具有较高的带宽利用率，但对RGB型LED的依赖性较强；离散多音调制(Discrete Multi-Tone,DMT)和正交频分复用调制(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)都属于多进制调制，带宽利用率高，抗干扰性强，传输速率高，多用于高速通信，其缺点是结构复杂，实现较困难。室内VLC系统对传输速率要求不高，但对抗干扰性和系统稳定性要求较高。因PPM调制及其衍生调制具有较高的抗干扰性，其调制系统较稳定，比其他调制方式更适用于室内VLC系统。

研究人员在PPM调制的基础上提出了差分脉冲位置调制(Differental PulsePosition Modulation，DPPM)、重叠脉冲位置调制(Overlapping Pulse PositionModulation，OPPM)、脉冲间隔调制(Pulse Interval Modulation，PIM)和多脉冲位置调制(Multi Pulse Position Modulation，MPPM)等调制方式，其中，DPPM、OPPM和PIM调制方式的一帧信息的时隙数并不固定，对同步和解调的影响很大，而MPPM调制的一帧信息的时隙数是固定的，有利于同步和解调，但MPPM调制会降低系统的抗干扰性。

发明内容

本发明提供了一种用于室内VLC系统双间隔脉冲位置调制解调方法，本发明在PPM调制基础上，提出双间隔脉冲位置调制(Double Interval Pulse Position Modulation，DIPPM)方法，考虑到便于同步和解调的情况下，在抗干扰性和带宽利用率方面对通信系统均有一定提升，从而改善室内可见光通信系统的通信效率，详见下文描述：

一种用于室内VLC系统双间隔脉冲位置调制解调方法，所述方法包括：

一、调制过程：

先将原始信号映射成调制信号，再通过给调制信号添加两个帧头0110和0111进行同步传输信号，减少数据位的时隙个数；

二、解调过程：