通过限流电阻输出到LED驱动电路。
[0027]所述QAM调制模块包括:串/并变换器、2电平到L电平转换、基带成形滤波器、乘法器和加法器;通过两路依次连接的串/并变换器、2电平到L电平转换、基带成形滤波器和乘法器分形成两路数据流;并把形成的两路数据流输入加法器中;所述的二进制码流经过串/并变换器输出两路并行码流序列;所述的两路并行码流序列的速率减为所述二进制码流的一半;所述的两路并行码流序列分别经过2电平到L电平转换,形成L电平的基带信号;所述的L电平的基带信号经过基带成形滤波器形成X(t)和Y(t)信号;所述的X(t)和Y(t)信号分别和频率相同的同相载波以及正交相载波经所述乘法器进行相乘运算;将最后得到的两路信号经所述加法器进行相加运算,得到己调制的QAM信号。
[0028]所述MPPM调制模块包括:串并转换模块、寄存器、MPPM编码器、并串转换模块和时钟系统;所述串并转换模块、寄存器、MPPM编码器和并串转换模块依次连接;所述时钟系统分别与所述串并转换模块、寄存器、MPPM编码器和并串转换模相连接;所述的二进制码流映射成码长为η个时隙的二进制比特流;在所述的η个时隙的二进制比特流中m个时隙上发送光脉冲,得到已调的MPPM信号。
[0029]所述QAM解调模块的解调过程为QAM调制模块的逆过程;所述MPPM解调模块的解调过程为所述MPPM调制模块的逆过程。
[0030]本发明的另一目的也可以通过以下技术方案实现:一种实现所述的基于QAM和MPPM的可见光通信方法的可见光通信系统,包括发射子系统、传输子系统和接收子系统,所述发射子系统的数据流分为0_与D MPPM两路。
[0031]所述的0_数据流经过常规的编码,交织,串并转换等基带系统的预处理形成二进制码流;所述的二进制码流经过串/并变换器输出两路并行码流序列;所述的两路并行码流序列的速率减为所述二进制码流的一半;所述的两路并行码流序列分别经过2电平到L电平转换,形成L电平的基带信号;所述的L电平的基带信号经过基带成形滤波器形成x(t)和Y(t)信号;所述的X(t)和Y(t)信号分别和频率相同的同相载波以及正交相载波进行相乘运算。将最后得到的两路?目号进行相加运算就得到的己调制的QAM彳目号。QAMfg号通过控制LED驱动电压进而实现对光强幅度的调控。
[0032]所述的Dmppm数据流经过常规的编码,交织,串并转换等基带系统的预处理形成二进制码流;将所述的二进制码流映射成码长为η个时隙的二进制比特流;在所述的η个时隙的二进制比特流中m个时隙上发送光脉冲,得到已调的MPPM信号。MPPM信号通过脉冲开关来控制LED驱动电流的通断。
[0033]所述传输子系统为自由空间传输光信号;所述光信号由QAM与MPPM双重调制的结果产生;所述光信号的时间轴上表示MPPM调制的信号;所述光信号的幅度轴上表示QAM调制的信号。由于LED光谱的蓝光部分响应速度快,其对应的光信号主要反映MPPM调制;黄光部分由于响应速度慢,其对应的光信号只反映QAM调制。进而实现了蓝光部分与黄光部分的QAM与MPPM信号并行传输。
[0034]所述接收子系统分为蓝光接收通道与黄光接收通道。
[0035]所述蓝光接收通道首先通过蓝色滤色片获取白光LED的蓝光部分;所述蓝光部分经光电检测器件进行光电转换形成电信号;所述电信号经过相应的放大、滤波处理后送到QAM与MPPM解调模块;所述QAM解调模块将输入的正交振幅调制信号进行解调处理;所述MPPM解调模块将输入的多脉冲位置调制信号进行解调处理,最后再传输到数据合并模块。
[0036]所述黄光接收通道首先通过黄色滤色片获取白光LED的黄光部分;所述黄光部分经光电检测器件进行光电转换形成电信号;所述电信号经过相应的放大,滤波处理后送到MPPM解调模块;所述MPPM解调模块将输入的多脉冲位置调制信号进行解调处理,最后再输入到数据合并模块;与所述蓝光接收通道获得的数据进行合并,获得最终数据。
[0037]本发明包括正交振幅调制与多脉冲位置调制;正交振幅调制是一种高效的利用载波幅度和相位联合调制的技术,极大地提高了频谱利用率,然而随着调制阶数的增加,信号点间的距离和相位差会越来越小,使得码元符号间干扰变得越来越大,进而限制了正交振幅调制的调制阶数;而多脉冲位置调制其功率利用率高,频带利用率好,抗干扰性强,通过在相邻脉冲间插入延时时隙可以减弱码间干扰对系统带来的影响。
[0038]商用的白光LED —般由蓝色LED芯片激发黄色荧光粉而产生白光,其光谱分布呈现蓝光部分与黄光部分,黄光部分延迟时间大大限制了可见光通信系统的数据传输速率。故此本发明提出控制不同光谱的光,在光接收机端利用滤光片区分出不同的光谱信号,实现多路并行通信。在激励脉冲序列的时间维度上采用多脉冲位置调制,在其幅度上进行匹配与黄光部分的正交幅度调制,以此实现不同的两路数据信息在不同的光谱上并行的传输。在减弱正交振幅调制带来的码间干扰的同时,进一步优化了可见光通信系统信道性能,实现了在不增加器件带宽前提下,成倍提高无线通信的质量与数据传输速率。
[0039]与现有技术相比,本发明具有以下优点和有益效果:
[0040]1、本发明更有效利用了荧光粉LED的光谱,通过实现白光LED光谱中的蓝光部分与黄光部分的QAM信号与MPPM信号的并行传输,提高可见光通信系统传输速率。
[0041]2、本发明可以有效利用荧光粉LED响应缓慢的黄光部分,避免了采用滤光片滤去黄光部分而影响系统数据的传输距离。
【附图说明】
[0042]图1为本发明实现QAM与MPPM双重调制方法的可见光通信系统的示意图。
[0043]图2a为本发明实现QAM调制原理框图。
[0044]图2b为本发明实现QAM解调原理框图。
[0045]图3a为本发明实现MPPM调制原理框图。
[0046]图3b为本发明实现MPPM解调原理框图。
[0047]图4为LED调制信号与输出功率的关系曲线。
[0048]图5为LED驱动电路不意图。
[0049]图6为荧光粉LED光谱分布曲线。
【具体实施方式】
[0050]下面结合实施例及附图,对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
[0051]实施例
[0052]如图1所示,一种实现基于QAM和MPPM的可见光通信方法的可见光通信系统,包括:发射子系统、传输子系统和接收子系统。在发射子系统中,数据流分别编码,交织,串并转换等基带系统的预处理形成二进制码流;所述二进制码流分别经过QAM调制模块与MPPM调制模块调制处理后,通过LED驱动电路来驱动LED灯具发射光信号。
[0053]如图2a所示,为QAM调制模块原理框图,数据流经过常规的编码,交织,串并转换等基带系统的预处理形成二进制码流;所述的二进制码流经过串/并变换器输出两路并行码流序列;所述的两路并行码流序列的速率减为所述二进制码流的一半;所述的两路并行码流序列分别经过2电平到L电平转换,形成L电平的基带信号;所述的L电平的基带信号经过基带成形滤波器形成X(t)和Y(t)信号;所述的X(t)和Y(t)信号分别和频率相同的同相载波以及正交相载波进行相乘运算。将最后得到的两路信号进行相加运算就得到的己调制的QAM信号。QAM信号通过控制LED驱动电压进而实现对光强幅度的调控。至于QAM解调模块其原理为QAM调制模块的逆过程,如图2b所示,为QAM解调模块原理框图。
[0054]如图3a所示,为MPPM调制模块原理框图,数据流经过常规的编码,交织,串并转换等基带系统的预处理形成二进制码流;将所述的二进制码流映射成码长为η个时隙的二进制比特流;在所述的η个时隙的二进制比特流中m个时隙上发送光脉冲,得到已调的MPPM信号。MPPM信号控制LED驱动电流的通断。至于MPPM解调模块其原理为MPPM调制模块的逆过程,如图3b所示,为MPPM解调模块原理框图。
[0055]如图4所示,为LED调制信号与输出功率的关系曲线,为了使LED灯具输出的光功率保持在线性的调制区间,需要在调制信号的基础上设置合适的偏置电流,使LED灯具输出的光信号不会失真。如图5所示,为LED驱动电路的示意图。通过Bais Tee模块实现T型偏置,将直流信号与交流信号的耦合从而保证了信号在LED灯具中不会丢失。LED灯具由QAM与MPPM两个信号通过LED驱动电路实施同步控制,QAM信号通过控制LED驱动电压进而实现对光强幅度的调控;MPPM信号控制LED驱动电流的通断。如图6所示,为荧光粉LED光谱分布曲线。可见LED光谱分布曲线分为蓝光部分与黄光部分。由于LED光谱的蓝光部分响应速度快,其对应的光信号反映