一種可見光多選2+1路的mimo隱藏通信編解碼方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光通信技術領域，特別設及一種可見光多選化1路的MIMO隱藏通信編 解碼方法。
【背景技術】
[0002] 可見光通信是利用巧光燈或發光二極管等發出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信 號來傳輸信息的，將高速因特網的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。
[0003] 多輸入多輸出技術(Multiple-Input Multiple-Output，MIM0)是指在發射端和接 收端分別使用多個發射天線和接收天線，使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接 收，從而改善通信質量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現多發多收，在不增加頻 譜資源和天線發射功率的情況下，可W成倍的提高系統信道容量，顯示出明顯的優勢。同 時，還可W-定程度上提高通信的安全性。
[0004] 隱蔽信道是相對于公開信道而言的，公開信道用于傳輸公開的信息，而隱蔽信道 則采用特殊的方式，在公開信道的掩護下，用于傳輸秘密信息。隱蔽信道的重點是對通信本 身的隱藏。
[0005] 在一個數字通信系統或者一個計算機系統中，數據一般都是W字節為最小單位出 現，因此在數據傳輸、通信中，每次收發半個字節的4位二進制數，給數據處理過程帶來了不 少便利。
[0006] 本發明借鑒了無線射頻通信的MIMO技術，利用了可見光通信的技術特點，在建立 可見光多選2+1路的MIMO隱藏通信收發裝置的基礎上，提供了一種安全而隱蔽的通信編解 碼方法。

【發明內容】

[0007] 本發明的目的是提供一種可見光多選化1路的MIMO隱藏通信編解碼方法。
[000引具體步驟為：
[0009] (1)建立一種可見光多選2+1路混合光通信收發裝置，該裝置包括發射端和接收 端;發射端包括發射控制器、編碼器、選頻器、驅動器和光發射天線組;光發射天線組含有n 個光發射天線，每一個光發射天線都包含發射濾鏡和LED;接收端包括接收控制器、解碼器、 分頻器、判決器和光接收天線組;光接收天線組含有n個光接收天線，每一個光接收天線都 包含接收濾鏡和光電接收器;其中，n為大于或者等于3的自然數。
[0010] 發射控制器分別與編碼器、選頻器和發射時鐘電連接;光發射天線組分別與選頻 器和驅動器電連接;驅動器與發射時鐘電連接。
[0011] 接收控制器分別與解碼器、分頻器和接收時鐘電連接;光接收天線組分別與分頻 器和判決器電連接;判決器與接收時鐘電連接。
[0012] 發射濾鏡和接收濾鏡都采用帶通濾鏡，帶通濾鏡只能通過某個波長范圍內的光， 帶通濾鏡用于濾除掉運個波長范圍W外的光;光發射天線和光接收天線的光信號通帶，取 決于所使用的帶通濾鏡的通帶范圍，即取決于帶通濾鏡可通過的光波長范圍。
[0013] 光發射天線組滿足條件:第1個光發射天線的光信號通帶包括可見光范圍，第n-m 個、第n個光發射天線的光信號通帶都是第1個的子集，且第n-m個、第n個的各光發射天線的 光信號通帶沒有交集;m為小于n且大于0的自然數，且n-m不等于1。
[0014] 發射控制器，用于從外部設備獲取數據，并將獲取的數據按照4位二進制一組進行 分組，再將分組的數據輸出到編碼器；向選頻器發出選頻指令，選擇當前數據發送所采用的 光發射天線;給發射時鐘發送驅動時鐘指令，確定發射端發送光信號的速度。
[0015] 選頻指令，用于指示選頻器，選擇當前數據發送應采用的光發射天線。
[0016] 驅動時鐘指令，用于指示發射時鐘，驅動光發射天線發射光信號應采用的驅動時 鐘周期。
[0017] 發射時鐘，用于根據驅動時鐘指令，確定發射端發送光信號的速度;接收發射控制 器的驅動時鐘指令，并給驅動器提供驅動光發射天線發射光信號的時鐘信號；時鐘信號為 一段占空比為50%的方波信號，方波的頻率根據發射控制器的驅動時鐘指令決定。
[0018] 編碼器，將一個由發射控制器輸入的4位二進制數，并編碼成一組=個的4位二進 制數，再輸出運=個4位二進制數。
[0019] 選頻器，用于根據選頻指令，提供選頻序列，并根據選頻序列，在n個光發射天線中 選擇第1個光發射天線為第1路通信線路和剩余n-1個光發射天線中的任意兩個光發射天線 作為通信的第2路、第3路通信線路。
[0020] 驅動器，用于根據編碼器輸出的=個4位二進制數的' 1'和' 0 '信號，W及選頻器選 擇的3路通信線路，用運=個4位二進制數分別驅動選頻器選擇的3路通信線路上的光發射 天線，WL邸亮度不同的兩種狀態分別表示"r和"0"。
[0021] 驅動器，將編碼器輸出的一組=個4位二進制數，分別用于驅動由選頻器選擇的3 路光發射天線;在用每個由編碼器輸入的4位二進制數驅動光發射天線時，根據發射時鐘提 供的時鐘信號，將運個4位二進制數按照自左到右的順序，每一個時鐘周期輸出一位，依次 用于驅動LED。
[0022] 驅動器，驅動Lm)用亮度不同的兩種狀態分別表示"r和"0"，同時還要保證驅動 L抓發出的光信號的光強度還滿足:對于3路通信線路在發射端的3個發射天線發出的光信 號"r在到達接收端時的光強度保持一致，發出的光信號"0"在到達接收端時的光強度也保 持一致。
[0023] 光發射天線，用于在驅動器控制下，用Lm)亮度不同的兩種狀態變化，產生光信號， 并經過發射濾鏡過濾后，W某一個波長范圍的光信號發送出去。
[0024] 光接收天線，用于接收來自發射端發出的光信號。
[0025] 光接收天線組滿足條件:每個光接收天線的光信號通帶都不同。第1個光接收天線 的光信號通帶包括可見光范圍，第n-m個、第n個光接收天線的光信號通帶都是第1個的子 集，且第n-m個、第n個的各光接收天線的光信號通帶沒有交集。同時，第1個光接收天線的光 信號通帶，又是第1個發射濾鏡光信號通帶的子集，第n-m個光接收天線的光信號通帶，又是 第n-m個發射濾鏡信號通帶的子集，第n個光接收天線的光信號通帶，又是第n個發射濾鏡光 信號通帶的子集。
[0026] 分頻器，用于根據分頻指令提供選頻序列，并根據選頻序列，在n個光接收天線中 選擇第I個光接收天線為第I路通信線路和剩余n-1個光接收天線中的任意兩個光接收天線 作為通信的第2路、第3路通信線路。使得接收端選用的3個光接收天線所覆蓋的光信號通帶 能分別與3個光發射天線的光信號通帶對應。接收端的第1路通信線路的光接收天線能接收 到發射端的第1路、第2路、第3路通信線路的3個光發射天線發送的光信號。接收端的第2路 通信線路的光接收天線的能接收到發射端的第1路、第2路通信線路的2個光發射天線發送 的光信號。接收端的第3路通信線路的光接收天線的能接收到發射端的第1路、第3路通信線 路的2個光發射天線發送的光信號。
[0027] 光電接收器，用于接收經接收濾鏡過濾后的光信號，并轉換成模擬電信號輸出。
[0028] 接收時鐘，用于根據判決時鐘指令，給判決器提供對光電接收器輸出的電信號進 行采樣判決的判決時鐘信號。在發射端和接收端同步前，為判決器提供接收時鐘可W達到 的最快的時鐘；當同步完成之后，根據接收控制器的時鐘指令，為判決器提供判決時鐘。
[0029] 判決器，用于接收光電接收器輸出的模擬電信號，并轉換為數字信號輸出，對于每 個光電接收器，都可W在每一個接收時鐘周期，輸出一個判決的數字信號。
[0030] 解碼器，用于將判決器輸出的數字信號還原成一組3個的4位數，并將該3個的4位 數解碼成一個4位二進制數，并輸出。
[0031] 接收控制器，用于將解碼器的輸出還原成原數據，并將接收并還原出的原數據輸 出到外部設備;給接收時鐘提供判決時鐘指令，給分頻器輸出分頻指令。
[0032] 判決時鐘指令，用于指示接收時鐘，確定判決器采樣判決輸出數字信號應采用的 判決時鐘。
[0033] 分頻指令，用于為分頻器確定應采用的選頻序列。
[0034] 發射端和接收端，采用的是同樣的選頻序列。發射端和接收端在通信時，每發送X 組數據后，就改變一個選頻序列，根據選頻序列，更換第2路、第3路通信線路所選用的光發 射天線和光接收天線。X為大于0的自然數。
[0035] 編碼器和解碼器的編解碼規則，詳見表1。表格的第一行為各列的列名列號；第一 列為各行的行名行號。
[0036] 表1編碼器和解碼器的編解碼規則
[0037]
[0038] 表1中的Bin列為發射控制器轉換后輸入到編碼器的16個4位二進制，Hex列為Bin 列所對應的16進制數。編碼器將Bin列的每個4位二進制數編碼成表1中相應行的SI列、S2 列、S3列的=個4位二進制，Sl列、S2列、S3列=