[發(fā)明專利]一種基于多收多發(fā)LED可見光通信系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN105591695A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟黎歌;徐群歆
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州研迪智能科技有限公司
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可見光照明領(lǐng)域，更具體的涉及一種基于多收多發(fā)LED可見光通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管簡稱為LED。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光，氮化鎵二極管發(fā)藍光。因化學(xué)性質(zhì)又分有機發(fā)光二極管OLED和無機發(fā)光二極管LED。發(fā)光二極管還可分為普通單色發(fā)光二極管、高亮度發(fā)光二極管、超高亮度發(fā)光二極管、變色發(fā)光二極管、閃爍發(fā)光二極管、電壓控制型發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管和負(fù)阻發(fā)光二極管等。LED的控制模式有恒流和恒壓兩種，有多種調(diào)光方式，比如模擬調(diào)光和PWM調(diào)光，大多數(shù)的LED都采用的是恒流控制，這樣可以保持LED電流的穩(wěn)定，不易受VF的變化，可以延長LED燈具的使用壽命。隨著行業(yè)的繼續(xù)發(fā)展，技術(shù)的飛躍突破，應(yīng)用的大力推廣，LED的光效也在不斷提高，價格不斷走低。新的組合式管芯的出現(xiàn)，也讓單個LED管(模塊)的功率不斷提高。通過同業(yè)的不斷努力研發(fā)，新型光學(xué)設(shè)計的突破，新燈種的開發(fā)，產(chǎn)品單一的局面也有望在進一步扭轉(zhuǎn)?？刂栖浖母倪M，也使得LED照明使用更加便利。這些逐步的改變，都體現(xiàn)出了LED發(fā)光二極管在照明應(yīng)用的前景廣闊。

LED被稱為第四代光源，具有節(jié)能、環(huán)保、安全、壽命長、低功耗、低熱、高亮度、防水、微型、防震、易調(diào)光、光束集中、維護簡便等特點，可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明等領(lǐng)域。LED優(yōu)點：電光轉(zhuǎn)化效率高（接近60%，綠色環(huán)保、壽命長（可達10萬小時）、工作電壓低（3V左右）、反復(fù)開關(guān)無損壽命、體積小、發(fā)熱少、亮度高、堅固耐用、易于調(diào)光、色彩多樣、光束集中穩(wěn)定、啟動無延時；LED缺點：起始成本高、顯色性差、大功率LED效率低、恒流驅(qū)動（需專用驅(qū)動電路）。相比之下，各種傳統(tǒng)照明存在一定的缺陷。

可見光通信技術(shù)，是利用熒光燈或發(fā)光二極管等發(fā)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(wǎng)的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。利用這種技術(shù)做成的系統(tǒng)能夠覆蓋室內(nèi)燈光達到的范圍，電腦不需要電線連接，因而具有廣泛的開發(fā)前景。與目前使用的無線局域網(wǎng)（無線LAN）相比，“可見光通信”系統(tǒng)可利用室內(nèi)照明設(shè)備代替無線LAN局域網(wǎng)基站發(fā)射信號，其通信速度可達每秒數(shù)十兆至數(shù)百兆，未來傳輸速度還可能超過光纖通信。利用專用的、能夠接發(fā)信號功能的電腦以及移動信息終端，只要在室內(nèi)燈光照到的地方，就可以長時間下載和上傳高清晰畫像和動畫等數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還具有安全性高的特點。用窗簾遮住光線，信息就不會外泄至室外，同時使用多臺電腦也不會影響通信速度。由于不使用無線電波通信，對電磁信號敏感的醫(yī)院等部門可以自由使用該系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

1、本發(fā)明的目的。

本發(fā)明為了提高能源的利用率和通信速度，降低對硬件設(shè)備通信的依賴，而提出的一種一種基于多收多發(fā)LED可見光通信系統(tǒng)。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案。

基于多收多發(fā)LED可見光通信系統(tǒng)，包括QPSK調(diào)制解調(diào)模塊、OFDM模塊、MIMO發(fā)送與接收模塊和信道模塊組成，QPSK調(diào)制解調(diào)模塊發(fā)送端將信源數(shù)字信號通過調(diào)制將基帶信號，映射到彼此正交的星座點上變?yōu)轭l帶信號，接收端QPSK模塊對已調(diào)制的QPSK信號經(jīng)行解調(diào)，將頻帶信號搬移回基帶信號，OFDM模塊在發(fā)送端對頻帶信號經(jīng)行OFDM調(diào)制，調(diào)制后，串行的信號變?yōu)椴⑿械男盘枺黾友h(huán)前綴，在接收端，OFDM調(diào)制模塊對已調(diào)制的OFDM信號經(jīng)行解調(diào)，使并行的信號恢復(fù)為串行的頻帶信號；MIMO模塊在發(fā)送端對OFDM符號經(jīng)行STBC編碼，使得每個天線發(fā)送的碼流之間彼此正交的碼流，多根天線同時發(fā)送；在接收端多根天線同時接收，在接收端將發(fā)送端每根天線發(fā)送的內(nèi)容解析出來，信道模塊產(chǎn)生信道中干擾。

基于多收多發(fā)LED可見光通信系統(tǒng)，在接收端采用MMSE均衡方式，通過STBC的編碼增益。

更進一步的具體實施例中，信道模塊信道中產(chǎn)生的干擾包括高斯白噪聲的加型干擾和隨機性的乘性干擾。

更進一步的具體實施例中，在發(fā)送端,MIMO模塊上接QPSK模塊，串行的數(shù)據(jù)流進入STBC編碼模塊，該MIMO模塊設(shè)計為2跟發(fā)送天線和2跟接收天線，串行數(shù)據(jù)流進入MIMO模塊后，首先對串行數(shù)據(jù)流進行2×2的STBC編碼，串行的128點數(shù)據(jù)經(jīng)過STBC編碼后，生成2行128列的信號發(fā)送矩陣。