[發(fā)明專利]基于日光光源的室內(nèi)通信調(diào)制裝置、通信方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711317201.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN108092713B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉天遠(yuǎn);孫小菡;牟星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/116
• 分類號(hào): H04B10/116;H04B10/564
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

一種基于日光光源的室內(nèi)通信調(diào)制裝置、通信方法及系統(tǒng)。本發(fā)明先通過順序連接的電壓信號(hào)模塊、電極和電光效應(yīng)模塊，將待傳輸數(shù)據(jù)根據(jù)設(shè)置的調(diào)制深度和偏置生成電壓信號(hào)，然后將所述電壓信號(hào)施加于電光效應(yīng)模塊，通過所述電光效應(yīng)模塊對(duì)射入室內(nèi)的日光，或?qū)κ覂?nèi)照明光源進(jìn)行調(diào)制。由接收裝置端的光敏器件、跨阻放大器和信號(hào)處理模塊接收處理。由于本發(fā)明所提供的方案能夠通過設(shè)置于門窗上的電光效應(yīng)模塊直接對(duì)射入室內(nèi)的自然光進(jìn)行調(diào)制，因此，可直接將日光用于室內(nèi)通信，從而在智能調(diào)節(jié)室內(nèi)照明的同時(shí)，把現(xiàn)有無線可見光通信方案中作為底噪的日光變成通信光源利用起來，從而提升了通信效率。本發(fā)明能與現(xiàn)有無線可見光通信方案兼容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可見光通信技術(shù)，尤其涉及一種直接利用日光實(shí)現(xiàn)室內(nèi)通信的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，室內(nèi)可見光通信通常基于LED光源實(shí)現(xiàn)。該方案通過調(diào)制LED照明光源，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)無線通信。然而，由于室內(nèi)光源復(fù)雜，尤其窗口射入的日光，其頻段會(huì)與 LED的通信頻段發(fā)生交疊，因此，基于LED的室內(nèi)可見光通信在日光下會(huì)出現(xiàn)信號(hào)變差(底噪變大)、浪費(fèi)能源(采光好的房間沒有開燈的必要)等不足。

考慮到室內(nèi)照明需求以及用戶習(xí)慣，一般很少將LED光源作為唯一的室內(nèi)光源。因此，現(xiàn)有的基于LED光源的室內(nèi)通信方法，其底噪問題很難解決。由此，會(huì)對(duì)可見光通信系統(tǒng)，包括其中的調(diào)制、接收、解調(diào)等各模塊提出更高的性能要求，限制可將光通信應(yīng)用。

因此，目前急需一種在滿足室內(nèi)照明的同時(shí)，又能夠?qū)庑盘?hào)進(jìn)行有效調(diào)制的通信方案，以解決室內(nèi)無線可見光通信白天底噪過高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于日光光源的室內(nèi)通信調(diào)制裝置、通信方法及系統(tǒng)，用于解決日光充足環(huán)境中可見光通信底噪過高、通信效率不理想的問題。

首先，為實(shí)現(xiàn)上述目的，提出一種基于日光光源的室內(nèi)可見光通信方法，包括調(diào)制階段和接收階段兩部分；其中，用于所述調(diào)制階段的電光效應(yīng)材料為平鋪于門窗表面的薄膜；

其中所述的調(diào)制階段具體包括以下步驟：

第一步，設(shè)置調(diào)制深度和偏置；

第二步，將待傳輸數(shù)據(jù)根據(jù)所述調(diào)制深度和偏置生成電壓信號(hào)；

第三步，將所述電壓信號(hào)施加于電光效應(yīng)材料，通過所述電光效應(yīng)材料對(duì)由所述門窗表面射入室內(nèi)的日光進(jìn)行調(diào)制。這里的電光效應(yīng)材料所設(shè)置成的薄膜，還可平鋪于室內(nèi)光源表面，以便對(duì)室內(nèi)的全部照明光源進(jìn)行調(diào)制和智能的光照強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步，上述方法中，所述接收階段步驟包括：接收調(diào)制后的光信號(hào)，并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，放大并處理所述電信號(hào)。

更進(jìn)一步，上述方法中，所述調(diào)制深度和偏置根據(jù)射入室內(nèi)的日光光照強(qiáng)度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整。

其次，為實(shí)現(xiàn)上述目的，還提出一種基于日光光源的室內(nèi)可見光調(diào)制裝置，包括順序連接的電壓信號(hào)模塊、電極和電光效應(yīng)模塊：

其中，所述電壓信號(hào)模塊的輸出端連接所述電極，所述電壓信號(hào)模塊用于將待傳輸數(shù)據(jù)根據(jù)調(diào)制深度和偏置要求轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，輸出至所述電極；

所述電極與所述電光效應(yīng)模塊連接，用于根據(jù)所述電壓信號(hào)控制所述電光效應(yīng)模塊的光學(xué)特性；

所述電光效應(yīng)模塊平鋪于門窗表面或平鋪于室內(nèi)光源表面，所述電光效應(yīng)模塊用于響應(yīng)所述電極輸出的電壓信號(hào)，對(duì)經(jīng)由所述門窗射入室內(nèi)的日光進(jìn)行調(diào)制，或，同理，利用所述電光效應(yīng)模塊響應(yīng)所述電極輸出的電壓信號(hào)對(duì)所述室內(nèi)光源進(jìn)行調(diào)制。