[实用新型]基于OFDM和多LEDs室内可见光全双工通信系统

说明书

本实用新型公开了基于OFDM和多LEDs室内可见光全双工通信系统，由通信连接的上行链路、下行链路组成；上行链路将信息加载在奇数子载波进行传输；下行链路对光源进行分组，将信息加载在若干组偶数子载波进行传输；上行链路、下行链路占用不同的可见光频带。本实用新型基于OFDM和多LEDs室内可见光全双工通信系统，将光OFDM调制技术分别用于上行链路和下行链路，实现上行链路和下行链路间无干扰全双工通信，对可见光频段的全频谱利用有利于提高系统的频带利用率，不仅改善了上行链路和下行链路的传输速率，为用户提供高质量的服务体验，而且不影响室内的正常照明需求。

技术领域

本实用新型属于室内可见光通信技术领域，具体涉及基于OFDM和多 LEDs室内可见光全双工通信系统。

背景技术

可见光通信(Visible Light Communication,VLC)是指利用400-700nm 可见光波段的光作为信息载体，无需光纤等有线信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式。与红外、蓝牙、WI-FI及其它射频通信技术相比，VLC具有诸如：(1)不会危害人眼安全；(2)频谱资源丰富，且无需无线电频谱许可；(3)发射功率高；(4)不易受电磁干扰；(5)绿色并且环保等方面的优势，以现有室内照明设备为基础搭建的室内可见光短距离通信系统既可以作为蜂窝网和Wi-Fi的补充，又可以作为室内定位系统的基站，未来在物联网、智慧城市(家庭)、航空、航海、地铁、高铁、室内导航和井下作业等领域均具有广阔的应用前景。

室内可见光通信系统包括上行链路(Up Link，UL)和下行链路(Down Link，DL)。下行链路发送端上行链路接收端通常固定于室内天花板上，下行链路在满足室内照明的同时将加载在光源的信息传输到用户终端，针对下行链路的研究非常广泛，研究者已经提出了许多提高可见光下行通信可靠性和有效性的方法。而下行链路的接收端和上行链路的发送端则位于用户终端，受制于室内可见光通信的特殊环境和可见光通信中光源的单向传输特性，上行链路一直是制约室内可见光通信发展的主要因素之一，目前提出的主要解决方案集中在射频和无线光两类方案。射频主要以Wi-Fi作为典型解决方案，无线光方案中主要以可见光、红外以及无线激光为主要解决方案，但这些解决方案均有自己的局限性。采用射频方案无法发挥出可见光通信无需频谱许可的优点，且系统的传输容量受限；采用无线激光通信方案需要专门的对准设备，增加了系统的复杂度，且移动性较差；采用可见光作为上行链路载波会带来更多的信道干扰，而且用户终端携带的移动光源也会引起人眼的不适。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供基于OFDM和多LEDs室内可见光全双工通信系统，将光OFDM调制技术分别用于上行链路和下行链路，实现上行链路和下行链路间无干扰全双工通信，对可见光频段的全频谱利用有利于提高系统的频带利用率，不仅改善了上行链路和下行链路的传输速率，为用户提供高质量的服务体验，而且不影响室内的正常照明需求。

本实用新型所采用的技术方案是，基于OFDM和多LEDs室内可见光全双工通信系统，由通信连接的上行链路、下行链路组成；上行链路将信息加载在奇数子载波进行传输；下行链路对光源进行分组，将信息加载在若干组偶数子载波进行传输；上行链路、下行链路占用不同的可见光频带。

本实用新型的特点还在于：

上行链路包括依次连接的用户终端、视频编码器a、QAM调制器a、移位寄存器a、DSP模块a、OFDM调制器a、比较器a、移位寄存器b、驱动电路、LED光源a、光电探测器a、移位寄存器g、OFDM解调器a、移位寄存器c、QAM解调器a、视频编码器b、缓存器。

视频编码器a通过RJ45网线与QAM调制器a连接。

LED光源a采用HL2000商用白光LED光源。

光电探测器a的型号为PDA10A-EC。

QAM解调器a通过RJ45网线与视频编码器b连接。