技术摘要：
本发明公开了一种可见光多用户时分复用多址传输方法及系统，包括：可见光通信灯发送下行数据信号；用户终端分别通过锁相环路锁定下行数据信号，提取载波；可见光通信灯向下广播发送邀请接入指令；用户终端分别接收邀请接入指令，通过随机多址方式通过上行链路申请入网  全部
背景技术：
可见光通信技术具有绿色，高效，泛在等突出优点，十分适于室内通信。典型的可 见光室内通信场景包括多个可见光通信灯作为无线连接点，每个灯照射区内包含多个移动 的可见光用户终端。每个可见光通信灯和其照射区内的用户终端构成一个双向单对多系 统。常见的实现方式是：下行链路由可见光通信灯以广播形式发出通信光信号，用户终端接 收相同的信号并从中提取目标为自身的信息即可。上行由用户终端使用自身的发送灯发出 红外或可见光信号，可见光通信灯进行接收。因每个终端是独立的，如果同时开灯发送则信 号产生碰撞导致无法接收，因此上行需要使用多址技术进行控制。当前工程上常用的一种 多址技术是时分多址，每个终端在不同的时隙打开发送灯发送信息，时隙完毕后关闭发送 灯，另一个终端接续发送，构成时分复用系统。时隙协调方式多采用令牌式。当前，在实际工 程设计中，光接收电路前端多使用锁相环路实现载波锁定和位同步，在时隙切换时，由于各 用户的发送时钟是完全异步的，锁相环路需重新锁定，其锁定时间根据信噪比和距离的不 同需要数毫秒到数十毫秒，极端情况下可以达到数百毫秒甚至秒级。锁定过程中接收后端 电路无法接收到有效的信息。其示意图如图1所示。 为此，用户终端必须在开发送灯后先发送导频信息，预估等待可见光通信灯上环 路锁定后才能发送有用数据，需留有很大的保护间隔，造成传输效率很低。如果保护间隔太 小，又会造成丢包。 因此，在可见光通信时，如何实现多个用户终端之间的同步无缝切换，有效提高传 输效率，是一项亟待解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种可见光多用户时分复用多址传输方法，能够利用下 行链路提取的载波作为所有用户终端共同的时间基准来控制时分复用发射，实现了多个用 户终端之间的同步无缝切换，有效提高了传输效率。 本发明提供了一种可见光多用户时分复用多址传输方法，应用于可见光多用户时 分复用多址传输系统，所述可见光多用户时分复用多址传输系统包括：可见光通信灯和N个 用户终端，其中，N≥2，所述方法包括： 在所述可见光多用户时分复用多址传输系统上电后，所述可见光通信灯发送下行 数据信号； 每个用户终端分别通过锁相环路锁定所述下行数据信号，提取载波； 所述可见光通信灯向下广播发送邀请接入指令； 每个用户终端分别接收所述邀请接入指令，通过随机多址方式通过上行链路申请 5 CN 111600652 A 说　明　书 2/9 页 入网，并报告自身的时分占用系数； 所述可见光通信灯收集入网申请，并根据用户终端数目确定每个用户终端的下行 载波周期数，通过下行链路下发全部用户终端的下行载波周期数； 每个用户终端分别接收自身的下行载波周期数； 所述可见光通信灯发送开始通信指令； 每个用户终端接收所述开始通信指令，并基于自身的下行载波周期数进行时分复 用通信。 优选地，所述根据用户终端数目确定每个用户终端的下行载波周期数，包括： 设置时分复用周期； 基于所述时分复用周期设置每个用户终端的时隙时间； 基于所述每个用户终端的时隙时间确定每个用户终端的下行载波周期数。 优选地，所述设置时分复用周期包括： 基于公式TT＝kTD设置时分复用周期TT，其中，k为延迟预留系数，TD为可见光多用 户时分复用多址传输系统性能指标要求的上行数据最大的延迟时间； 所述基于所述时分复用周期设置每个用户终端的时隙时间，包括： 基于公式 计算每个用户终端的时隙时间Tn，其中，Rn为第n个用户的 时分占用系数； 所述基于所述每个用户终端的时隙时间确定每个用户终端的下行载波周期数，包 括： 基于公式Cn＝TnSD计算每个用户终端的下行载波周期数，其中，SD为可见光通信灯 发送数据速率。 优选地，所述延迟预留系数k为0.8。 优选地，所述方法还包括： 通过所述可见光通信灯计算出每个用户终端的时间抖动，并通过下行链路将每个 用户终端的时间抖动发送至相应的用户终端； 相应的，每个所述用户终端接收所述开始通信指令，并基于自身的下行载波周期 数进行时分复用通信，包括： 所述用户终端接收所述开始通信指令，并基于自身的下行载波周期数进行时分复 用通信时，每个用户终端提前用户终端对应的时间抖动发送数据。 一种可见光多用户时分复用多址传输系统，包括：可见光通信灯和N个用户终端，N ≥2，其中： 所述可见光通信灯，用于在所述可见光多用户时分复用多址传输系统上电后，发 送下行数据信号； 每个所述用户终端，用于分别通过锁相环路锁定所述下行数据信号，提取载波； 所述可见光通信灯，还用于向下广播发送邀请接入指令； 每个所述用户终端，还用于分别接收所述邀请接入指令，通过随机多址方式通过 上行链路申请入网，并报告自身的时分占用系数； 6 CN 111600652 A 说　明　书 3/9 页 所述可见光通信灯，还用于收集入网申请，并根据用户终端数目确定每个用户终 端的下行载波周期数，通过下行链路下发全部用户终端的下行载波周期数； 每个所述用户终端，还用于分别接收自身的下行载波周期数； 所述可见光通信灯，还用于发送开始通信指令； 每个所述用户终端，还用于接收所述开始通信指令，并基于自身的下行载波周期 数进行时分复用通信。 优选地，所述可见光通信灯在根据用户终端数目确定每个用户终端的下行载波周 期数时，具体用于： 设置时分复用周期； 基于所述时分复用周期设置每个用户终端的时隙时间； 基于所述每个用户终端的时隙时间确定每个用户终端的下行载波周期数。 优选地，所述可见光通信灯在设置时分复用周期时，具体用于： 基于公式TT＝kTD设置时分复用周期TT，其中，k为延迟预留系数，TD为可见光多用 户时分复用多址传输系统性能指标要求的上行数据最大的延迟时间； 所述可见光通信灯在基于所述时分复用周期设置每个用户终端的时隙时间时，具 体用于： 基于公式 计算每个用户终端的时隙时间Tn，其中，Rn为第n个用户的 时分占用系数； 所述可见光通信灯在基于所述每个用户终端的时隙时间确定每个用户终端的下 行载波周期数时，具体用于： 基于公式Cn＝TnSD计算每个用户终端的下行载波周期数，其中，SD为可见光通信灯 发送数据速率。 优选地，所述延迟预留系数k为0.8。 优选地，所述可见光通信灯，还用于： 计算出每个用户终端的时间抖动，并通过下行链路将每个用户终端的时间抖动发 送至相应的用户终端； 相应的，每个所述用户终端在接收所述开始通信指令，并基于自身的下行载波周 期数进行时分复用通信时，具体用于： 接收所述开始通信指令，并基于自身的下行载波周期数进行时分复用通信时，提 前用户终端对应的时间抖动发送数据。 综上所述，本发明公开了一种可见光多用户时分复用多址传输方法，在可见光多 用户时分复用多址传输系统上电后，可见光通信灯发送下行数据信号；每个用户终端分别 通过锁相环路锁定下行数据信号，提取载波；可见光通信灯向下广播发送邀请接入指令；每 个用户终端分别接收邀请接入指令，通过随机多址方式通过上行链路申请入网，并报告自 身的时分占用系数；可见光通信灯收集入网申请，并根据用户终端数目确定每个用户终端 的下行载波周期数，通过下行链路下发全部用户终端的下行载波周期数；每个用户终端分 7 CN 111600652 A 说　明　书 4/9 页 别接收自身的下行载波周期数；可见光通信灯发送开始通信指令；每个用户终端接收开始 通信指令，并基于自身的下行载波周期数进行时分复用通信。本发明能够利用下行链路提 取的载波作为所有用户终端共同的时间基准来控制时分复用发射，实现了多个用户终端之 间的同步无缝切换，有效提高了传输效率。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为现有技术公开的可见光多用户时分复用多址传输系统的通信示意图； 图2为本发明公开的一种可见光多用户时分复用多址传输方法实施例1的方法流 程图； 图3为本发明公开的一种可见光多用户时分复用多址传输方法实施例2的方法流 程图； 图4为本发明公开的一种用户终端发送时序关系示意图； 图5为本发明公开的一种可见光通信灯接收信号时序关系示意图； 图6为本发明公开的一种可见光多用户时分复用多址传输系统实施例1的结构示 意图； 图7为本发明公开的一种可见光多用户时分复用多址传输系统实施例2的结构示 意图。