[发明专利]可见光通信频谱感知系统及方法

说明书

本发明涉及一种可见光通信频谱感知系统及方法，包括：发射机，其用于发射可见光信号；次用户的终端，所述次用户的终端具有多个，所述次用户的终端采集发射机发射的可见光信号，并将所述可见光信号转化为电信号，滤除电信号中的直流信号以获得滤波后的电信号，对所述滤波后的电信号进行采样，获得采样数据；协调者的终端，所述协调者的终端获取所有次用户的终端输出的采样数据，并将所有次用户的终端输出的采样数据加权组合，获得组合采样信息，通过对组合采样信息进行能量检测或波形检测，判断主用户是否占用发射机进行光通信。其感知准确率高，运算量小，鲁棒性强，能有效提高可见光通信系统的频谱利用效率。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，尤其是指一种可见光通信频谱感知系统及方法。

背景技术

近年来，使用发光二极管(LED)作为信号发射源的室内可见光通信(VLC)技术飞速发展。由于可见光不会对射频信号产生干扰，未来的VLC系统将会是一个整合可见光通信和传统射频通信(Wi-Fi,蓝牙等)的异构通信系统。其中可见光链路提供高速的数据传输服务，射频通信链路起到辅助和控制的作用。然而，目前商用LED的调制带宽通常不超过100MHz,这严重制约了高速VLC系统，特别是在多用户场景下的通信性能。为了提高VLC系统的频谱效率，近年来研究人员提出了一些方案，包括多用户多进多出(MIMO)、时分复用(TDMA)等。然而，在这些系统中，可见光频段在部分时间内仍然没有得到有效利用。

在传统的基于射频通信的认知无线电网络中，用户分为有执照用户(主用户)和无执照用户(次用户)，其中主用户拥有更高的通信权限，次用户仅允许在主用户空闲时伺机占用主用户的频谱进行通信。为了充分提高频谱资源利用率，同时为了避免对主用户的通信造成干扰，次用户需要随时了解主用户的状态(即主用户是否在传输数据)，以此为依据建立或断开自己的VLC链路。这种根据接收到的信号来检测主用户状态的技术称为频谱感知。其中，单个次用户进行频谱感知的技术称为本地感知。多个次用户合作对主用户的状态进行感知的技术称为协作感知。

为了避免此用户对主用户的干扰，进行准确的频谱感知尤为关键，但目前尚无支持频谱感知功能的可见光通信系统，也并未出现相关的频谱感知技术。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中尚无支持频谱感知功能的可见光通信系统的技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可见光通信频谱感知系统，包括：

发射机，其用于发射可见光信号；

次用户的终端，所述次用户的终端具有多个，所述次用户的终端采集发射机发射的可见光信号，并将所述可见光信号转化为电信号，滤除电信号中的直流信号以获得滤波后的电信号，对所述滤波后的电信号进行采样，获得采样数据；

协调者的终端，所述协调者的终端获取所有次用户的终端输出的采样数据，并将所有次用户的终端输出的采样数据加权组合，获得组合采样信息，之后，通过对组合采样信息进行能量检测或波形检测，判断主用户是否占用发射机进行光通信，其中，协调者为一位次用户担任。

作为优选的，所述次用户的终端包括：

光电检测器，所述光电检测器将可见光信号转化为电信号；

滤波器，所述滤波器用于滤除电信号中的直流信号，获得滤波后的电信号；

采样模块，所述采样模块对所述滤波后的电信号进行采样，获得采样数据。

作为优选的，所述协调者的终端包括：

组合模块，所述组合模块将所有次用户的终端输出的采样数据加权组合，获得组合采样信息；

检测模块，所述检测模块对组合采样信息进行能量检测或波形检测，获得检测结果；