[發明專利]使用可見光通信發送和接收數據的裝置和方法

有效

• 申請號: 200980106117.5
• 申請日: 2009-02-20
• 公開（公告）號: CN101953097A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 崔正錫;吳潤濟;鄭大光;辛烘碩;李炅雨;申東宰;樸成范
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H04B10/00
• 分類號: H04B10/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 錢大勇

技術領域

本發明涉及可見光通信，且更具體地，涉及一種用于使用可見光通信來發送和接收數據的裝置和方法。

背景技術

在開放系統互聯(OSI)模型中，數據鏈路層管理通信鏈路并且執行與之相關的功能。因此，數據鏈路層構造在通信中使用的幀并且定義用于該幀的有效傳輸的各種細節。由數據鏈路層執行的該功能的代表性示例是控制地址結構和幀的基本流、控制錯誤、以及控制對通信介質的訪問。

圖1說明在一般以太網系統中用于數據傳輸的示范幀結構。參考圖1，在一般以太網系統中的用于數據傳輸的幀由以下部分組成：攜帶發送器和接收器之間的同步信息的模擬前導碼、作為包含實際要發送的信息的數據的有效負荷的數據幀、指示數據幀的開始的數字前導碼、通信鏈路控制的控制幀、以及指示對于對方的數據傳輸的響應的確認(ACK)幀。參考前述與圖1相關的說明，現在將進行關于在一般以太網系統中在數據發送和接收期間發送和接收每個幀的操作的說明。

圖2A到2C是說明在一般以太網系統中示范的數據發送和接收過程的流程圖。

圖2A說明在一般以太網系統的數據發送和接收過程中發送器和接收器之間的數據流。如圖2A所示，發送器向接收器發送控制幀。在接收該控制幀之后，接收器向發送器發送ACK幀以便響應于接收的控制幀，由此在發送器和接收器之間建立鏈路。發送器通過使用建立的鏈路發送數據幀到接收器以發起實際的數據通信，而接收器發送ACK幀以響應于接收的數據幀，由此執行數據通信。發送的控制幀和ACK幀，以及在鏈路建立之后發送的數據幀和對其的響應幀(即ACK幀)中的每一個是在數字前導碼之后和數字前導碼一起發送的。

圖2B說明在一般以太網系統的數據發送過程中發送和接收的幀的流。為了發送器和接收器之間的通信，構造數據鏈路，稍后將進行描述。如參考圖2A所述的，一旦發送器向接收器發送了數字前導碼和控制幀用于鏈路建立，接收器在接收控制幀之后就向發送器發送數字前導碼和ACK幀以通知發送器該鏈路已經建立。發送器通過建立的鏈路發送數字前導碼和數據幀，而接收器響應于接收的數據向發送器發送數字前導碼和ACK幀。這樣，執行鏈路建立和數據傳輸。

圖2C說明在圖2B中說明的數據發送過程中由虛線指示的部分210的數據流。如圖2C所示，在一般以太網系統的數據發送過程中，為了維持發送器和接收器之間的同步，在不傳輸數據期間以及在從發送器向接收器發送數據期間或從接收器向發送器發送數據期間，發送器和接收器向它們的對方發送模擬前導碼。

當如上所述的通信協議類型應用于可見光通信系統時，可見光發送器和可見光接收器由于該模擬前導碼而必須將可見光信號的輸出連續地維持在“ON(導通)”狀態。由于發送器和接收器的輸出信號所有時刻均處于“ON”狀態，故無法對通信的可見度做出任何改變并且信息差別無法被可見地檢查到。此外，由于這種類型的協議適合于不用考慮功率的線纜，因此發送器和接收器的輸出在所有時刻均維持在“ON”狀態，從而引起了不必要的功耗。

因此，需要一種能夠執行在傳統數據鏈路層中提供的功能、提供對通信信道的可見度、確保可見度以及調整通信鏈路中的可見度的可見光通信系統，以及用于該可見光通信系統的通信協議。

發明內容

技術問題

本發明提供一種用于發送和接收數據的可見光通信系統和方法，其中針對可見光通信執行在傳統數據鏈路層中提供的功能，對通信信道提供可見度，以及在需要時調整可見度。

技術方案

為了實現前述目標，根據本發明的一方面，提供一種在可見光通信系統中用于發送和接收數據的裝置。該裝置包括：可見光通信(VLC)收發器，用于在接收操作期間通過使用光接收設備，將從對方接收的可見光信號轉換為電信號并輸出該電信號，以及在發送操作期間通過使用光發送設備，將包含信息的電信號轉換為可見光信號并發送可見光信號到對方；VLC控制器，包括用于產生可見幀并輸出可見幀到VLC收發器的可見幀引擎(VFE)，其中該VFE在不傳輸用于在發送器和接收器處通信的各個幀的期間產生用于傳輸到對方的可見幀，以便向通信鏈路提供可見度；以及主機控制器，用于控制該VLC控制器并且向VLC控制器發送數據并從VLC控制器接收數據。