[发明专利]可见光双层叠加传输系统及方法

说明书

本发明实施例公开了一种可见光双层叠加传输系统及方法，所述系统包括发送端及接收端，发送端包括编码模块及LED阵列，接收端包括解码模块及相机，编码模块将待发送信息分为两层进行传输的映射；将映射后的数据经过OOK进行调制，调制得到传输信号；将传输信号进行线性叠加得到叠加信号；将叠加信号添加直流偏置后驱动LED阵列；解码模块将相机拍摄的LED阵列图像进行处理得到非负性信号；将非负性信号进行去直流操作，得到双极性信号并进行检测译码，还原得到待发送信息。本发明实施例通过将两种不同属性的信息分为两层进行传输，解决了实现较高传输速率时难以满足均匀照明的问题，进而达到了既能满足均匀照明，又能克服信道相关性影响的技术效果。

技术领域

本发明涉及可见光成像通信领域，尤其涉及一种可见光双层叠加传输系统及方法。

背景技术

可见光通信凭借其宽带高速、广泛覆盖、无电磁干扰等优势，一经问世便受到了国内外众多研究学者的广泛关注。随着人们研究的不断持续与深入，发现LED(LightEmitting Diode，发光二级管)调制带宽窄与非线性是制约可见光通信高速发展的主要因素。众所周知，MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)系统能够在不增加系统带宽与发送功率前提下成倍提升系统的性能，而室内照明的多灯具特性与灯具内多LED灯珠的优势，为可见光MIMO技术的发展天然创造了有利条件。此外，受现代制造业高速发展的驱动，智能手机在日常生活中的使用愈加趋向于普及化与多用化。依托现有LED照明系统与智能手机构成的可见光成像MIMO通信系统，能够在不增加额外硬件开销的基础上，有效地实现数据信息的传输，从而为人们的生活、出行等带来极大的便利。然而由于可见光通信采用强度调制/直接检测技术，因此即使采用相机作为接收端进行成像接收，可见光MIMO信道仍然不可避免的存在一定的信道相关性。

为了克服信道相关性所造成的影响，通常采用的MIMO技术有SM技术和RC技术。其中，RC技术是一种低有效性但高可靠性的传输技术，同时RC技术能够较好的兼顾照明需求；SM技术能够实现较高的传输速率，但由于其每传输时隙仅利用有限数量的LED灯珠，因此难以满足照明用灯均匀性的要求。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种可见光双层叠加传输系统及方法，以使既能满足均匀照明，又能克服信道相关性的影响。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种可见光双层叠加传输系统，包括发送端及接收端，所述发送端包括编码模块及发送可见光信号的LED阵列，接收端包括解码模块及接收可见光信号的相机；

编码模块将包含两种不同属性数据的待发送信息分为两层进行传输的映射，其中，低速率传输数据分配至上层并进行RC映射完成上层传输的映射，高速率传输数据分配至下层并进行SM映射完成下层传输的映射；将映射后的上层及下层数据经过OOK进行调制，调制得到上层及下层的传输信号，上层及下层数据的调制幅度分别为±α与±β，且映射关系为：将上层与下层的传输信号进行线性叠加得到叠加信号；将叠加信号添加直流偏置后驱动LED阵列发送对应的可见光信号；

解码模块将相机拍摄的LED阵列图像进行处理得到非负性信号；将非负性信号进行去直流操作，还原得到双极性信号；通过ML译码准则进行检测译码，还原得到包含两种不同属性数据的待发送信息。

相应地，本发明实施例还提供了一种可见光双层叠加传输方法，应用于上述的可见光双层叠加传输系统，包括：

步骤1：将包含两种不同属性数据的待发送信息分为两层进行传输的映射，其中，低速率传输数据分配至上层并进行RC映射完成上层传输的映射，高速率传输数据分配至下层并进行SM映射完成下层传输的映射；

步骤2：将映射后的上层及下层数据经过OOK进行调制，调制得到上层及下层的传输信号，上层及下层数据的调制幅度分别为±α与±β，且映射关系为：