[實用新型]基于雙重調制技術可見光通信系統

有效

• 申請號: 201520632341.0
• 申請日: 2015-08-20
• 公開（公告）號: CN205160528U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 文尚勝;關偉鵬;張恒;宋鵬程
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/516
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本實用新型涉及可見光通信技術，特別涉及一種基于雙重調制技術的可見 光通信方法及其可見光通信系統，本實用新型是一種脈沖振幅調制技術與脈沖 寬度調光技術相結合的雙重調制技術及實現數據收發的方法。

背景技術

近年來，被譽為“綠色照明”的半導體照明技術迅速發展。與傳統的白熾燈 等照明光源相比，LED具有低功耗、壽命長、尺寸小、綠色環保等優點。與 此同時，LED更具有調制性能好、響應靈敏度高等優勢。將信號以人眼無法 識別的高頻加載到LED上進行傳輸，進而催生出一門能夠實現照明與通信一 體化的技術——可見光通信。

與傳統的紅外和無線通信相比，可見光通信具有發射功率高、無電磁干擾、 無需申請頻譜資源和信息的保密性等優點。然而，可見光通信中仍然面臨著不 少的問題，其中最大的挑戰之一是LED有限的調制帶寬。一般的熒光粉LED 調制帶寬只有幾兆赫茲，可見光通信系統數據傳輸速率受到限制。為了提升傳 輸速率，除了從LED的結構、驅動電路的設計上拓展帶寬；還可以通過不同 的調制方式來提高系統整體帶寬。然而卻大大地增加了可見光通信系統的復雜 程度。并針對目前可見光通信研究僅局限于通信而忽視照明的現象，結合脈沖 寬度調制技術的調光方案來調控可見光通信系統的光源，使燈具維持在一定的 光通量水平以適合于室內的照明。

實用新型內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本實用新型的首要目的在于提出一 種基于雙重調制技術的可見光通信方法，該方法分別從照明與通信的角度優化 了可見光通信系統的光源。

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本實用新型的另一目的在于提出一 種實現基于雙重調制技術的可見光通信方法的可見光通信系統，該系統基于簡 單基帶調制技術提出使用一個4×4的LED陣列實現雙重調制技術，在不增加 器件帶寬前提下，成倍提高無線通信的質量與數據傳輸速率，同時可以結合脈 沖寬度調制技術實現調光。

本實用新型的首要目的通過以下技術方案實現：一種基于雙重調制技術的 可見光通信方法，包括以下步驟：

步驟1、第一可編程門陣列將信源發出的視頻信號轉換為n位二進制數字 信號；

步驟2、第一可編程門陣列將所述的每組n位二進制數字信號轉換為n²進制數字信號，其中，n為正整數，所述n²進制數字信號對應n²種狀態，每種 狀態對應點亮相應數目的LED，不同數目的LED芯片點亮可以實現光通量的變 化，使所述COB封裝LED燈具具有n²級光強的變化，所述n²級光強的變化即 n²級脈沖振幅調制；

步驟3、第一可編程門陣列將所述的n²級脈沖振幅調制與脈沖寬度調制相 疊加，形成n²+k級光強變化，其中，k為正整數；

步驟4、接收子系統通過光電檢測器件感應n²+k級光強變化，生成n²+k 級脈沖電信號，經過接收子系統的信號解調處理后，還原出原始信號。

所述步驟1包括以下步驟：

步驟11、第一可編程門陣列對信源所發出的每幀視頻信號的紅、綠和藍 分量分別進行數模轉換量化處理，形成原始像素數字信號；

步驟12、第一可編程門陣列把原始像素數字信號轉換成8位二進制數字 信號，并按順序排列，每隔n位分割為一組二進制數字信號，輸出到LED驅動 電路。

在步驟4中，所述信號解調處理的方法包括以下步驟：

步驟41、前置放大電路與后置放大電路對所接收到的n²+k級脈沖電信號 進行放大處理和濾波處理；

步驟42、對經過放大處理和濾波處理的n²+k級脈沖電信號進過ADC數模 轉換器進行模數轉換，生成n²+k進制數字信號，第二可編程門陣列把n²+k進 制數字信號進行濾除脈沖寬度調制部分，即濾除k而得到n²進制數字信號， 第二編程門陣列將所述的n²進制數字信號轉換為n位二進制數字信號；