[发明专利]一种可见光多用户时分复用多址传输方法及系统

说明书

本发明公开了一种可见光多用户时分复用多址传输方法及系统，包括：可见光通信灯发送下行数据信号；用户终端分别通过锁相环路锁定下行数据信号，提取载波；可见光通信灯向下广播发送邀请接入指令；用户终端分别接收邀请接入指令，通过随机多址方式通过上行链路申请入网，报告自身的时分占用系数；可见光通信灯收集入网申请，并根据用户终端数目确定每个用户终端的下行载波周期数，通过下行链路下发全部用户终端的下行载波周期数；用户终端分别接收自身的下行载波周期数；可见光通信灯发送开始通信指令；用户终端接收开始通信指令，并基于自身的下行载波周期数进行时分复用通信。本发明实现了多个用户终端之间的同步无缝切换，有效提高了传输效率。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种可见光多用户时分复用多址传输方法及系统。

背景技术

可见光通信技术具有绿色，高效，泛在等突出优点，十分适于室内通信。典型的可见光室内通信场景包括多个可见光通信灯作为无线连接点，每个灯照射区内包含多个移动的可见光用户终端。每个可见光通信灯和其照射区内的用户终端构成一个双向单对多系统。常见的实现方式是：下行链路由可见光通信灯以广播形式发出通信光信号，用户终端接收相同的信号并从中提取目标为自身的信息即可。上行由用户终端使用自身的发送灯发出红外或可见光信号，可见光通信灯进行接收。因每个终端是独立的，如果同时开灯发送则信号产生碰撞导致无法接收，因此上行需要使用多址技术进行控制。当前工程上常用的一种多址技术是时分多址，每个终端在不同的时隙打开发送灯发送信息，时隙完毕后关闭发送灯，另一个终端接续发送，构成时分复用系统。时隙协调方式多采用令牌式。当前，在实际工程设计中，光接收电路前端多使用锁相环路实现载波锁定和位同步，在时隙切换时，由于各用户的发送时钟是完全异步的，锁相环路需重新锁定，其锁定时间根据信噪比和距离的不同需要数毫秒到数十毫秒，极端情况下可以达到数百毫秒甚至秒级。锁定过程中接收后端电路无法接收到有效的信息。其示意图如图1所示。

为此，用户终端必须在开发送灯后先发送导频信息，预估等待可见光通信灯上环路锁定后才能发送有用数据，需留有很大的保护间隔，造成传输效率很低。如果保护间隔太小，又会造成丢包。

因此，在可见光通信时，如何实现多个用户终端之间的同步无缝切换，有效提高传输效率，是一项亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可见光多用户时分复用多址传输方法，能够利用下行链路提取的载波作为所有用户终端共同的时间基准来控制时分复用发射，实现了多个用户终端之间的同步无缝切换，有效提高了传输效率。

本发明提供了一种可见光多用户时分复用多址传输方法，应用于可见光多用户时分复用多址传输系统，所述可见光多用户时分复用多址传输系统包括：可见光通信灯和N个用户终端，其中，N≥2，所述方法包括：

在所述可见光多用户时分复用多址传输系统上电后，所述可见光通信灯发送下行数据信号；

每个用户终端分别通过锁相环路锁定所述下行数据信号，提取载波；

所述可见光通信灯向下广播发送邀请接入指令；

每个用户终端分别接收所述邀请接入指令，通过随机多址方式通过上行链路申请入网，并报告自身的时分占用系数；

所述可见光通信灯收集入网申请，并根据用户终端数目确定每个用户终端的下行载波周期数，通过下行链路下发全部用户终端的下行载波周期数；

每个用户终端分别接收自身的下行载波周期数；

所述可见光通信灯发送开始通信指令；

每个用户终端接收所述开始通信指令，并基于自身的下行载波周期数进行时分复用通信。

优选地，所述根据用户终端数目确定每个用户终端的下行载波周期数，包括：

设置时分复用周期；