[发明专利]可见光通信装置及方法

说明书

本发明公开了一种可见光通信装置及方法，其中可见光通信装置包括发射端，发射端包括调制器、正交空时编码器和可发出可见光的N个发射光源，N个发射光源并联连接，正交空时编码器用于采用正交空时编码准则对经过调制器调制的信息数据进行编码；N个发射光源均与正交空时编码器电性连接，用于在每个发射周期中将正交空时编码器输出的N个信息码通过光信道发送；具有上述结构的可见光通信装置在发送端采用正交空时编码器把信息数据分组映射到空间域和时间域，产生正交序列码，然后通过N个发射光源同时发射编码后的信息数据，从而在损失少量信噪比的情况下使数据传输速率提升了N倍,同时有效保证了通信过程中的误码性能。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种基于正交空时分组码的可见光通信装置及方法。

背景技术

可见光通信具有宽带高速、频谱丰富、高保密性、无电磁辐射、密度高、成本低等优点，是一种基于LED技术发展起来的新兴无线接入技术，未来将成为传统无线通信技术的有效补充。随着物联网时代的到来，人们对通信容量的需求不断增长，可见光通信的高速传输问题越来越受到关注。

当前，利用调制编码技术提高可见光通信传输速率的方法主要有：一、基于RGBLED的多路波分复用方式；二、双重调制方式，如基于QAM和MPPM的调制方式、基于ASK和FSK的调制方式等。基于RGB LED的多路波分复用方式在实际应用时受接收端器件体积和成本的限制，大多只对一种颜色的光信号进行调制，其它颜色的光只为辅助产生白光作正常照明用，因此未能充分利用RGB LED的多色资源。双重调制方式大多把调制信号的光强与通断结合起来，实现可见光通信传输速率的提高，但是它往往不能保证系统的误码性能。

基于上述问题，随着MIMO技术的不断发展，通过多根天线实现无线通信系统的多发多收，充分利用空间资源，能有效提高系统的信道容量和可靠性，而现有照明LED多由多个灯珠组成，所以可见光通信系统是天然的多输入系统，但是，其信道的缺秩性使MIMO技术的应用受到极大限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种可见光通信装置，在有效提升可见光通信系统的数据传输速率的同时，还能保证系统误码性能。

本发明的另一目的是提供一种可见光通信方法，在有效提升可见光通信系统的数据传输速率的同时，还能保证系统误码性能。

为了实现上述目的，本发明公开了一种可见光通信装置，包括发射端，所述发射端包括调制器、正交空时编码器和可发出可见光的N个发射光源，所述N个发射光源并联连接，所述正交空时编码器用于采用正交空时编码准则对经过所述调制器调制的信息数据进行编码；所述N个发射光源均与所述正交空时编码器电性连接，用于在每个发射周期中将所述正交空时编码器输出的N个信息码通过光信道发送，其中，N>＝2,N为偶数。

与现有技术相比，本发明可见光通信装置在发送端采用正交空时编码器把信息数据分组映射到空间域和时间域，产生正交序列码，然后通过N个可发出可见光的发射光源同时发射编码后的信息数据，从而在损失少量信噪比的情况下使数据传输速率提升了N倍,同时有效保证了通信过程中的误码性能。

较佳地，所述正交空时编码器采用正交矩阵X对每次从所述调制器中取出的N个调制符号进行编码，所述矩阵其中，(·)^*表示矩阵共轭。

较佳地，所述发射端还包括数模转换模块和光源驱动模块，所述数模转换模块与所述正交空时编码器的输出端电性连接，将所述正交空时编码器输出的数字信息码转换成模拟信息码，所述数模转换模块的输出端与所述光源驱动模块电性连接；所述光源驱动模块用于驱动所述N个发射光源发光并发射信息码。