[發明專利]兼容智能手機的可見光通信系統

有效

• 申請號: 201410202584.0
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN103957056B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 賈子彥;潘玲佼;沈琳;黃成;陶為戈;賈中寧
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其是一種兼容智能手機的可見光通信系統。

背景技術

在多入多出（Multiple?Input?Multiple?Output,?MIMO）可見光通信系統中，在發送端，通過單獨控制LED陣列中各LED閃爍，可以實現傳輸多路可見光信號的并行傳輸，從而提高系統的整體傳輸速率和系統容量。為了不使可見光通信對人的正常生活造成干擾，需要設定一個較高的LED的閃爍頻率值。

相應的在接收端，需要利用圖像傳感器接收可見光信號，并使用數字圖像處理的方法從中獲得LED陣列中各LED的瞬時狀態。當LED的閃爍頻率較高時，圖像傳感器也需要較高的響應速率。而具有較高響應速率的圖像傳感器，其成本也都非常高昂。同時，高速的數字圖像處理也要求接收端設備具有較高的運算能力，響應的也對應著較高的成本。而接收端較高的成本，在很大程度上制約了MIMO可見光通信系統的推廣和發展。

近年來，智能手機經歷了迅速的發展和普及，如果能將其作為MIMO可見光通信系統的接收端設備，必將會極大的降低該系統的成本、加速該系統的推廣和發展。現在的智能手機均配有較高像素的攝像頭，其CPU也具有較強的運算能力，同時也可以較為方便的將數字圖像處理的算法移植到智能手機中。但是，由于其攝像頭不具有較高的響應速率，無法應用于現有的MIMO可見光通信系統中。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了提供一種兼容智能手機的可見光通信系統，可以利用智能手機或帶有高速攝像頭的專用接收設備作為接收設備，擴展了MIMO可見光通信的應用范圍。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種兼容智能手機的可見光通信系統，包括發送設備及接收設備，所述發送設備包括：

部分信息選擇模塊，用于從發送信息中選擇出部分單獨傳輸的信息；

部分信息編碼器，與部分信息選擇模塊相連，用于將部分信息選擇模塊選擇出的信息進行較低速率的編碼；

全部信息編碼器，與部分信息選擇模塊相連，用于將全部的發送信息進行較高速率的編碼；

可見光通信調制器，分別與部分信息編碼器、全部信息編碼器相連，用于將部分信息編碼器、全部信息編碼器輸出的編碼信號轉換為LED陣列中各LED的驅動信號；

LED陣列，與可見光通信調制器相連，用于利用可見光通信調制器輸出的驅動信號驅動陣列中的各LED，從而輸出可見光信號；

所述接收設備包括：

專用接收設備，用于以較高速率采集包含完整LED陣列的圖像，并從中提取出LED陣列中各LED所對應的較高速率碼字序列，解碼后最終得到全部信息的估計值；

智能手機，用于以較低速率采集包含完整LED陣列的圖像，并從中提取出LED陣列中各LED所對應的較低速率碼字序列，解碼后最終得到部分信息的估計值。

所述專用接收設備包括：

高速攝像頭，用于以較高速率采集包含完整LED陣列的圖像；

專用圖像處理模塊，用于從高速攝像頭所采集的圖像中提取LED陣列中各LED所對應的較高速率碼字序列；

全部信息解碼器，用于對LED陣列中各LED所對應的較高速率碼字序列進行解碼，得到全部信息的估計值。

所述智能手機包括：

攝像頭，用于以較低速率采集包含完整LED陣列的圖像；

手機圖像處理模塊，用于從攝像頭所采集的圖像中提取LED陣列中各LED所對應的較低速率碼字序列；

部分信息解碼器，用于對LED陣列中各LED所對應的較低速率碼字序列進行解碼，得到部分信息的估計值。

其中，手機圖像處理模塊和專用圖像處理模塊都是用于從圖像采集模塊所采集的圖像中提取LED陣列中各LED所對應的碼字序列，手機圖像處理模塊和專用圖像處理模塊均包括依次連接的LED陣列區域判定模塊、LED區域判定模塊、二值化閾值獲取模塊及二值化模塊。

所述發送設備在傳輸全部的發送信息時，發送信息中的一部分也被同時單獨的傳輸。

所述接收設備可以使用專用接收設備以接收全部的發送信息，也可以使用智能手機作為接收設備來接收發送信息中的一部分信息。在專用接收設備中，使用工業用高速攝像頭作為圖像采集模塊，使用PC機或FPGA作為圖像處理模塊及解碼器。在智能手機中，使用手機自帶攝像頭作為圖像采集模塊，并通過在手機上開發應用程序來實現圖像處理模塊及解碼器的功能。?

本發明的有益效果是：