[发明专利]基于编码的无闪烁可见光通信方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于编码的无闪烁可见光通信方法及系统，包括：发射机：对需要传输的信息进行CRC编码、RS编码、RLL编码，调制，并将电信号转化成光信号进行发射；接收机：接收光信号，将光信号转化成电信号，进行解调、解码，根据解码提供的概率信息和解码算法产生预设数量的候选，通过对比输出概率最大的候选。本发明在不改变已有的可见光通信发射机的机构有点，综合考虑级联码字的情况，设计的联合解码器和选择器能降低通信误码率。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，具体地，涉及一种基于编码的无闪烁可见光通信方法及系统。

背景技术

VLC(Visible Light Communication,可见光通信)利用380～780nm可见光光谱进行通信。随着带宽需求的爆炸式增长，频谱的稀缺性越来越受到人们的重视，可将光通信是应对频谱稀缺性的有效方法。LED(Light-Emitting Diodes，发光二极管)是可见光通信的重要组成部分，因为它的快速开关特性可用用来编码信息比特，使得VLC同时提供照明和通信功能具有可行性。LED具有节能、寿命长、环保等优点，被广泛使用并逐步替换了已有的白炽灯、荧光灯等光源，降低了可见光通信的部署成本。PD(Photo-Detector,光电探测器)一般用于将光信号转号成电信号。

为了振兴VLC行业，VLC标准由IEEE 802.15.7发布。在VLC标准中，使用RS(Reed-Solomon,里德-所罗门)码作为FEC(Forward Error Correction,前向纠错码)，因为它具有强大的能力来纠正突发错误。GF(Galois Field,伽罗华域)是有限域，RS(n,k)码基于GF(2^w)表示每个RS符号由w个比特构成，k个RS符号输入被编码成n个RS符号输出。

闪烁是指光的亮度的波动。任何由于调制通信光源而产生的潜在闪烁都必须避免，因为闪烁会对人类造成明显的负面/有害的生理变化。为了避免闪烁，亮度的变化必须落在MFTP(Maximum Flickering Time Period，最大闪烁时间周期)内。MFTP定义为光强在人眼无法察觉的情况下变化的最大时间周期。虽然没有被广泛接受的最佳闪烁频率数，但频率大于200Hz(MFTP5ms)通常被认为是安全的。RLL(Run Length Limited,游程长度限制)码限制了连续出现比特0或1的个数，被标准IEEE 802.15.7采用作为消除闪烁的方法。RLL(w,v)码被用来保证直流平衡，每w比特被编码成v比特，在v比特中1和0个数相等。

然而，在VLC标准中并未给出针对性的解码算法。单独考虑RS码和RLL码，RS解码器可以采用常规的BM(Berlekamp-Massey)算法，RLL解码器可以采用ML(MaximumLikelihood，最大似然)算法，但各自的解码算法没有考虑整体码字的特性。因此对于级联的RS码和RLL码，考虑整体码字的特性去设计解码算法更能提升解码表现，即降低误码率。

期刊论文:IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks-Part15.7:Short-Range Wireless Optical Communication Using Visible Light,IEEEStandard 802.15.7。

期刊论文公开了可见光通信标准(IEEE 802.15.7)定义了三种RLL(Run-lengthLimited，游程长度限制)编码，分别是曼彻斯特编码、4B6B、和8B10B编码，用于解决可见光通信中的频闪问题。如果用LED的开关表示0/1,RLL码限制了连续出现比特0或1的个数，就不会出现明显的长亮或长暗(即闪烁)。在这个标准中RS(Reed-Solomon,里德-所罗门)码是和RLL码串联的，为了解码纠错。

技术要点比较：