[发明专利]可见光通信技术中照明、定位、通信三用的编码方法

权利要求书

1.可见光通信技术中照明、定位、通信三用的编码方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、对发送端LED灯光进行亮度调制，亮度变化频率超过人眼感知范围，使LED灯光在实现照明功能的同时携带了人眼无法察觉的闪烁信号；

S2、采用交叉二五码对待传输LED灯定位信息进行编码，编码输出码字包含了支持调光的亮暗相间的M个条纹，所述亮暗相间的M个条纹中共有“亮窄条纹”、“亮宽条纹”、“暗宽条纹”、“暗窄条纹”四种，四种变化的持续时间分别设置：亮窄条纹为t₁us、亮宽条纹为t₂ us、暗宽条纹为t₂ us、暗窄条纹为t₁us，其中t₁＝(l₁+32bit)×t₀，t₂＝(l₂+32bit)×t₀，t₀为数据帧中每bit占用时间；

S3、对应的M个数据帧中的信息帧长度分为l₁ bit和l₂ bit两种，分别对应于交叉二五码中的宽、窄条纹；

S4、对原始通信数据比特进行分组极化码编码，分别得到l₁/2bit和l₂/2bit两种极化码编码码字；

S5、对长度为l₁/2bit或l₂/2bit极化码编码码字插入x bit或y bit长度的0/1调光符号，构造出码重分别为1/K、(K-1)/K的(x+l₁/2)bit或1/K、(K-1)/K码重的(y+l₂/2)bit长度数据帧；码重为1/K的数据帧对应于交叉二五码中的暗条纹，成为暗数据帧F_dark；码重为(K-1)/K的数据帧对应于交叉二五码中的亮条纹，成为亮数据帧F_bright；

S6、对所生成的包含M个条纹的交叉二五码码字，在每一个条纹中按照条纹时间宽度嵌入两种不同长度的数据帧，完成二次编码；

每一个数据帧的结构定义为：“8bit帧头”+“8bit地址字段”+“8bit控制字段”+“信息帧”+“8bit帧尾”；

数据帧中的每一个bit的时间设置为t₀ us，上述S2步骤中对应的时长为t₁us的窄条纹设置(l₁+32)bit的帧长，对应的信息帧设置为l₁bit，时长为t₂ us的宽条纹设置为(l₂+32)bit的帧长，对应的信息帧设置为l₂bit；

S7、完成组帧，嵌入数据帧的三用编码码字经LED灯光传输后其低速交叉二五码码字由摄像头成像捕获产生用于解码定位信息的明暗相间条纹，其中的高速数据帧则由光电二极管接收解码得到原始通信数据比特。

2.根据权利要求1所述可见光通信技术中照明、定位、通信三用的编码方法，其特征在于，步骤S1中，发送端LED灯采用OOK调制，亮度变化的周期T小于人眼感知的最大闪烁周期。

3.根据权利要求1所述可见光通信技术中照明、定位、通信三用的编码方法，其特征在于，步骤S2具体为：

S21、交叉二五码每一个字符由5个黑条或5个白条组成，其中两个为宽条，三个窄条，所述宽条由二进制的“1”表示，所述窄条由二进制的“0”表示；黑白条交错，且黑条置于奇数位，白条置于偶数位；

S22、根据真值表选取N0个数字进行编码，第一数字被编码在五个黑条中，而第二数字被编码在与它们交叉的五个白条中，形成M个交替的明暗条纹，其中M＝N0×5。

4.根据权利要求1所述可见光通信技术中照明、定位、通信三用的编码方法，其特征在于，步骤S6中，所述数据帧结构为：“8bit帧头”+“8bit地址字段”+“8bit控制字段”+“信息帧”+“8bit帧尾”。