[发明专利]基于OFDM调制技术的高速可见光通信系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，特别涉及可见光通信系统高速传输技术，具体涉及一种基于OFDM调制技术的高速可见光通信系统及方法。

背景技术

白光LED(发光二极管)具有低功耗，寿命长，绿色环保等优点，正在代替传统白炽灯成为下一代照明光源。白光LED还具有调制性能好的特点，可以用来作为数据传输的通信光源，实现光学无线信息的传输，即可见光通信技术。OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术是一种高速、高性能的调制、解调技术，广泛用于现代网络传输技术中，白光LED的普及调制技术的发展为可见光通信技术发展提供了条件和机遇。目前，可见光通信及调制技术正在成为国内外研究的热点。

国内外一些研究人员搭建了高速的可见光通信系统。文献1：Honglei Li，Xiongbin Chen， Beiju Huang，Danying Tang，and Hongda Chen，“High Bandwidth Visib le Light Communications Based on a Post-Equal ization Circuit”(Photonics Technology Letters，IEEE，vol.26，no.2， pp.119-122，Jan.15，2014)中采用NRZ-OOK调制方式，实现了数据传输速率为340Mbit/s 的可见光通信系统。文献2：A.H.Azhar，T.A.Tran and D.O'brien.“A Gigabit/s Indoor Wireless transmission Using MIMO-OFDM Visible-Light Communications”(Photonics Technology Letters， IEEE，vol.25，No.2，January15，2013)中采用MIMO-OFDM调制技术，实现了数据传输速率为1.1Gbit/s的可见光通信系统。

目前，国内外对高速可见光通信系统大多进行仿真试验，没有具体的试验设备进行其实时性的性能试验。由于受限于实验器材的影响，对高速率可见光通信系统设计方法验证，尤其是高阶调制方法与电学性能和光学性能相结合的测试是一个难点。对于可见光通信系统通过在高速FPGA上采用OFDM方法获得满足通信系统误码率要求的设计方法，目前还没有完善的技术方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于OFDM调制技术的高速可见光通信系统及方法，采用实际的硬件模块通过频分复用调制方法，对可见光通信高速传输提供了设计方法，对OFDM在可见光通信中的应用提供了借鉴。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明公开了一种基于OFDM调制技术的高速可见光通信系统，它包括随机码产生设备、发送可见光信号的光源LED、数模转换单元、驱动单元、接受可见光信号的接收设备PD、模数转换单元、处理接收信号的设备和放大、滤波、整形单元。

所述随机码产生设备，是处理发送可见光信号的设备，用于产生所需的调制信号及对信号进行调制，所述随机码产生设备与数模转换单元、驱动单元相连；

所述发送可见光信号的光源LED，用于形成信道及接收调制信号，通过信道发送调制信号，所述发送可见光信号的光源LED连接随机码产生设备、数模转换单元；

所述数模转换单元，用于把调制的信号加入发送可见光信号的光源LED；

所述驱动单元，用于驱动处理发送可见光信号的随机码产生设备及发送可见光信号的光源LED；

所述接受可见光信号的接收设备PD，用于通过信道接收来自发送端带有调制信号的可见光信号，所述接受可见光信号的接收设备PD连接放大、滤波、整形单元；

所述放大、滤波、整形单元，用于对接收到的信号进行放大、滤波、整形以便于后续对信号进行处理，所述放大、滤波、整形单元连接接受可见光信号的接收设备PD与模数转换单元；

所述模数转换单元，对放大、滤波、整形单元输出的信号进行模数转换，进而输入到处理接收信号的设备，以便于解调输出；

所述处理接收信号的设备连接驱动单元与模数转换单元，所述处理接收信号的设备对输入的信号进行解调，以便于获得原始信号形态。

优选的是，所述随机码产生设备包括FPGA高速芯片及D/A模块。