[发明专利]一种可见光通信系统中的调光装置及其调光控制方法

说明书

一种可见光通信系统中的调光装置，由发射机和接收机两部分组成，发射机包括：FEC编码器，CRC编码器，调光编码器，OOK调制器，发光二极管LED；接收机包括：光电检测器，OOK解调器，调光译码器，CRC检测器，FEC译码器。在调光实现的过程中，首先将每一个校验块分成若干个长度为M的校验子块，然后为了得到调光值，将每一个长度为M的校验子块调光编码为长度为N的调光子块，其中，N的取值必须满足。本发明结合了FEC信道编码和调光控制，使得该VLC系统一方面能够实现可靠通信，另一方面能够实现LED的调光控制，从而满足实际照明的使用需求，同时由于调光编码的采用，极大地提高和改善了VLC系统中信息数据的传输效率。

技术领域

本发明涉及一种可见光通信系统中的调光装置及其调光控制方法，属于可见光通信系统、调光控制和数据编解码等相关技术领域。

背景技术

伴随着无线通信技术的迅猛发展以及移动通信网络的不断升级换代，使得无线电频谱成为日益稀缺的资源。在这种背景下，光无线通信（Optical WirelessCommunication，OWC）成为解决该问题的重要手段而脱颖而出。近年来伴随着LED技术的突飞猛进以及广泛普及使用，使得借助于LED实现通信的可见光通信（Visible LightCommunication，VLC）系统成为光无线通信的主要实现手段。由于VLC系统采用可见光作为信息传输的载波，因此VLC系统具有其他通信方式不具备的优势，如带宽巨大，低成本，低功耗，高安全性，无电磁干扰，频谱无需使用许可等。

在VLC系统中，LED不仅要实现照明功能，而且还要实现通信功能。因此在VLC系统中，在实现可靠通信的前提下，还要实现对LED的照明亮度进行控制的功能，即实现调光控制。通常，FEC编码技术用来提高信息传输的可靠性，但是却会使得信息数据中“1”码和“0”码占比变化而造成明暗闪烁现象。所以必须采用调光控制技术来使得LED的发光亮度符合实际照明的需求，即符合所设定的照明亮度和调光值。所以在VLC系统中调光控制是一个具有挑战性的技术。

通常采用插入补偿符号（Compensation Symbol，CS）（全“1”码或者全“0”码）的方式来改变信息数据中“1”码和“0”码的占比实现调光控制。但是由于为了实现所设定的调光值（尤其是调光值很大或者很小），需要插入大量的补偿符号，因此这种调光控制方式会造成VLC系统传输效率的极大降低。所以如何在实现可靠通信前提下，实现有效调光的调光控制方案极为重要。

发明内容

本发明提出了一种可见光通信系统中的调光装置及其调光控制方法，极大地降低了由于调光控制而插入的额外补偿符号的平均数目，提高了VLC系统中信息数据传输的效率。

本发明所采用的技术方案是：

一种可见光通信系统中的调光装置，该调光装置由发射机和接收机两部分组成，其中：

发射机包括：FEC编码器，CRC编码器，调光编码器，OOK调制器，发光二极管LED；

接收机包括：光电检测器，OOK解调器，调光译码器，CRC检测器，FEC译码器。

各部分的具体功能如下：

FEC编码器：实现对信息数据的信道编码；

CRC编码器：实现对FEC编码块的CRC编码，从而接收端可以判定所接收FEC编码块是否正确；

调光编码器：对CRC校验块进行调光编码，使得送到LED处的信息中“1”码和“0”码的占比符合设定的调光值，不会出现明暗闪烁的现象；

OOK调制器：实现对调光后信息的调制；

发光二极管LED：将电信号转换为适合光无线信道传输的光信号；