[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

说明书

本发明公开了一种可见光通信技术中照明、定位、通信三用的编码方法，包括如下步骤：首先，对发送端LED进行亮度调制，亮度变化频率超过人眼感知范围，使LED实现照明功能的同时携带人眼无法察觉的闪烁信号；然后，采用交叉二五码对待传输LED定位信息进行编码，输出的码字包含支持调光的亮暗相间的M个条纹。然后，每一个条纹按照时间宽度嵌入不同的数据帧，进行二次编码。在二次编码中，原始数据通过极化码编码，然后通过插入不同的调光符号构成1/K和(K‑1/K)两种码重，对插入调光符号后的码字进行交织编码；最后，按照数据帧结构加上帧头、地址字段、控制字段等，完成二次编码，即可获得在保证照明和光定位功能同时又可实现通信功能的三用编码方法。

技术领域

本发明涉及可见光通信(Visible light communication，VLC)技术领域，更具体地涉及一种可见光通信技术中同时实现照明、定位、通信三用的编码方法。

背景技术

可见光通信(VLC)技术作为21世纪以来新兴的一种无线通信方案，采用可见光波段(380nm～760nm)作为信息载体，提供了大量不受管制的电磁频谱和极大的带宽，具有低碳、接近零通信损耗、频率复用、信噪比高、无电磁干扰等优势，是未来无线通信中非常具有前景的技术方案。可见光通信技术通常采用LED光源作为发射机，在保证照明的同时采用不同的编码方案对LED光源进行调制，以实现通信功能或者定位技术。其通信所在的频段高，可提供非常高的数据传输速率，并且方向性好，非常适用于定位技术。

虽然当前的可见光通信技术在照明、通信、定位技术方面有很多优势，但是通常只能保证照明、通信或者照明、定位的技术模式，这两种模式的编码方案只能同时满足两种功能，功能相对单一，不能同时实现照明、定位、通信的技术需求，应用场景受到了很大的限制。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，进一步设计出同时具备照明、定位、通信功能的技术方案，扩大可见光通信技术的应用模式与应用场景，本发明提供一种可见光通信技术中照明、定位、通信三用的编码方法，通过本发明设计的在用于定位功能的低速交叉二五码条纹中嵌入高速数据帧的方法，对每个条纹实现二次编码，从而同时实现照明、定位和通信的功能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种可见光通信技术中照明、定位、通信三用的编码方法，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t₂us、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；