可见光通信(VLC)技术最大的两个优点分别是高带宽和抗电磁干扰,在发送光源方面,南昌大学江风益院士提出的第三条LED技术路线生产的硅基LED因其具有高频、高带宽响应的特点,特别适合用于可见光通信的发光光源。由于受到当前光接收探测器技术限制,VLC系统成本及通信距离一直是困扰其广泛落地应用的关键问题之一。相比于PD、APD等光电二极管作为光探测器,采用CCD、COMS等传感器的光相机成像通信(Optical camera communication,OCC)在接收距离、范围等方面具有明显优势。
OCC技术存在通信距离短、同步困难、受环境光影响严重等四大问题所谓帧同步问题,是指收发之间,因同步带来的数据丢失。例如,COMS相机作为OCC接收端传感器,利用卷帘门效应来提高通信速率的同时会带来帧数据丢失问题,为了解决光学相机通信中图像帧间存在的数据丢失问题,我们提出了一种高带宽的自适应通信同步方法(已申请专利),为可见光通信大规模落地应用提供技术和理论支撑。
为实现OCC的帧同步,我们设计了一个专用的数据帧。在我们的同步方法中,收发是一体的。首先要求光源按照我们的数据帧格式来装载有效数据,然后相机根据接收到的数据帧自适应的实现通信的同步。数据帧的设计如图3所示。同时我们设计一种错位校正方法,从图4中可以看到,根据错位偏移时间计算出偏移时间,然后再快速找到调整时间,实现快速的错位矫正,一直到错位矫正完成。其中错位的矫正的关键就是,通过图像帧解调出的数据结果来指导偏移时间的设定,实现自适应的调整。