[發明專利]一種基于以太網的可見光通信收發一體化裝置

在審

• 申請號: 201410337938.2
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104104448A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 周雷;呂振彬;宋哲
• 申請（專利權）人: 上海航天電子通訊設備研究所
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40;H04B10/116
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種基于以太網的可見光通信收發一體化裝置，其特征在于，包括以太網接口電路、FPGA控制單元、發射機電信號處理模塊、接收機電信號處理模塊、LED光源、光電二極管以及電源模塊;?所述電源模塊分別為所述FPGA控制單元、以太網接口電路、發射機電信號處理模塊和接收機電信號處理模塊提供電源；其中：

該裝置發送數據時，所述FPGA控制單元通過所述以太網接口電路接收計算機傳輸的數據流后，將數據流處理為數字電信號傳輸給所述發射機電信號處理模塊，所述發射機電信號處理模塊將數字電信號處理后加載在所述LED光源上輸出；

該裝置接收數據時，所述光電二極管接收光信號并轉換成電流信號傳輸給所述接收機電信號處理模塊，由所述接收機電信號處理模塊將電流信號處理成數據電信號發送給所述FPGA控制單元，所述FPGA控制單元將接收到的數據電信號處理為數據流，并通過所述以太網接口電路將處理后的數據流傳輸給計算機。

2.根據權利要求1所述的基于以太網的可見光通信收發一體化裝置，其特征在于，所述FPGA控制單元通過所述以太網接口電路接收計算機傳輸的數據流，將數據流進行解MAC幀、組建物理幀以及編碼處理成為數字電信號后，發送給所述發射機電信號處理模塊。

3.根據權利要求1所述的基于以太網的可見光通信收發一體化裝置，其特征在于，所述發射機電信號處理模塊包括發射機前端模擬電路模塊以及直流偏壓器模塊；

所述發射機電信號處理模塊接收到所述數字電信號后，經過所述發射機前端模擬電路模塊處理成為放大的電信號，放大的電信號經過直流偏壓器模塊進行偏壓處理輸出偏壓的電信號。

4.根據權利要求3所述的基于以太網的可見光通信收發一體化裝置，其特征在于，所述偏壓的電信號直接加載在所述LED光源上，由所述LED光源將偏壓的電信號轉換為光信號輸出。

5.根據權利要求3所述的基于以太網的可見光通信收發一體化裝置，其特征在于，所述發射機前端模擬電路模塊包括輸入級網絡阻抗匹配電路、小型功率放大電路、中間級阻抗匹配電路、中型功率放大電路、輸出級網絡阻抗匹配電路及一電容器；

數字電信號經所述輸入級網絡阻抗匹配電路進行輸入匹配處理后輸入至所述小型功率放大電路進行一次放大，一次放大后的信號輸入至所述中間級阻抗匹配電路進行中間匹配處理，中間匹配處理后的信號輸入至所述中型功率放大電路進行二次放大，二次放大后的信號輸入至所述輸出級網絡阻抗匹配電路進行輸出匹配處理，輸出匹配處理后的電信號經所述電容濾波器進行濾直流處理，濾直流處理后輸出所述放大的電信號。

6.根據權利要求3所述的基于以太網的可見光通信收發一體化裝置，其特征在于，所述直流偏壓器模塊包含一電容、一電感及一可調節恒流源；

所述發射機前端模擬電路模塊處理后的放大的電信號輸入所述電容，經所述電容濾直流后輸出濾直流的交流電信號，所述可調節恒流源輸出的直流信號經過所述電感濾交流后輸出濾交流的直流信號，所述濾直流的交流電信號與所述濾交流的直流信號疊加，疊加后的信號即為所述偏壓的電信號，并輸出該偏壓的電信號。

7.根據權利要求1所述的基于以太網的可見光通信收發一體化裝置，其特征在于，所述光電二極管探測空間中的光信號，并將所述光信號轉換成電流信號發送到所述接收機電信號處理模塊。

8.根據權利要求1所述的基于以太網的可見光通信收發一體化裝置，其特征在于，所述接收機電信號處理模塊包括跨阻放大器、電容濾波器、高增益放大器、均衡電路、時鐘恢復電路、比較電路和電平轉換電路；

所述接收機電信號處理模塊接收來自所述光電二極管的電流信號，所述電流信號輸入至所述跨阻放大器轉換為電壓信號后輸出，所述電壓信號輸入至電容濾波器進行濾直流處理后輸出一濾直流的電壓信號，所述濾直流的電壓信號輸入至所述第一高增益放大器進行一次放大后輸出一次放大的電信號，一次放大的電信號輸入至所述均衡電路進行擴頻處理后輸出擴頻信號，所述擴頻信號輸入至所述第二高增益放大器進行二次放大后輸出二次放大的電信號，二次放大的電信號輸入至所述時鐘恢復電路進行時鐘恢復后輸出時鐘恢復的電信號，時鐘恢復的電信號輸入至所述比較電路進行判決得到判決信號，所述判決信號輸入至所述電平轉換電路進行幅值調整處理后輸出數字電信號，并將該數字電信號發送到所述FPGA控制單元。