[發明專利]可見光數據收發終端

有效

• 申請號: 201910276193.6
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN109818678B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 尤明;趙傳強
• 申請（專利權）人: 煙臺有光通信科技有限公司
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40;H04B10/116
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

本發明公開了一種可見光數據收發終端，包括：協議接口單元、信號調制與解調單元、信號發送驅動單元、LED光源、背景噪聲光消除單元及光電轉化單元；協議接口單元根據串口協議輸入/輸出數字信號，其電連接至信號調制與解調單元；信號調制與解調單元將數字信號進行調制或解調后發送出去，其至少具有三個端子，第一端子為輸入/輸出端，與協議接口單元電連接；第二端子為輸出端，電連接至信號發送驅動單元的輸入端；第三端子為輸入端，電連接至背景噪聲光消除單元的輸出端；信號發送驅動單元電連接至LED光源，光電轉化單元接收LED光源發出的光信號、轉化為電信號；背景噪聲光消除單元的輸入端電連接至光電轉化單元的輸出端。

技術領域

本發明涉及可見光通信技術領域，尤其涉及一種可消除環境光線干擾的可見光數據收發終端。

背景技術

可見光通信技術，大多采用白光LED作為光源，利用LED燈光承載的通信信號直接調制LED的發光強度來傳輸信息。具體的實現方式，一般是通過在LED燈中植入芯片模組，驅動LED發出肉眼看不到的高速明暗閃爍信號，然后在接收系統采用光電傳感器識別信號光線，LED熄滅(無信號光)表示數字“0”，LED點亮(有信號光)表示數字“1”，由此實現數字信號的傳輸。

可見光通信技術以可見光作為信息載體，在室內外可見光通信中需要考慮大量的背景光干擾。當遇到環境噪聲光線干擾時，接收系統無法區分信號光與噪聲光，無法分析出對應的“0”、“1”數據，進而影響通信效果。背景噪聲主要來自于自然光、照明設備所產生的噪聲光線。通過對各種背景噪聲進行分析，可以發現為了建立一個高效、可靠的可見光通信接收機系統，就必須要先解決系統的抗干擾問題。

目前可見光通信技術中常采用的環境光線抗擾方法有以下幾種：

1、為接收系統光線采集部分加裝遮光罩，通過遮光罩遮擋環境中的干擾光線。

2、增加光學濾波片；由于可見光通信系統主要使用白光LED作為發射系統光源，所以在光學接收前端增加鍍622-770nm、492-577mm、435-480nm帶通膜的濾波片后，光接收系統只允許三基色光通過，從而將環境中不同頻率光線濾除。

3、增大發射系統光功率；由于室外環境較為復雜，可見光功率在傳輸過程中會自較大的衰減，提高發射系統功率，可以增加光學接收系統在特定環境中的信噪比，降低通信誤碼率。

然而，目前采用的環境光線抗擾方法有如下缺點：

1、為接收系統光線采集部分加裝遮光罩：

此方式僅可以遮擋環境中的部分干擾光線，并不能完全過濾環境噪聲光線，而且會降低接收系統的信號光線接收范圍。

2、增加光學濾波片：

此方式僅可以一定程度上減小背景光干擾，并不能完全過濾環境噪聲光線；而且帶通濾波片造價較昂貴，會極大的提升相關產品成本。另外，此方案為了將環境中不同頻率光線濾除，只允許部分頻段的光線通過，這就要求接收系統中的光電傳感器同樣工作在對應頻段上，這就降低了產品對傳感器器件的選擇范圍，間接提升了產品成本。

3、增大發射系統光功率，提高信噪比：

首先，提高發射系統功率需要采用更大功率的驅動芯片，會提升產品成本；其次，可見光通信技術的很多應用場景都需要在不影響LED照明的基礎上實現無線光通信，過高地提高發射系統功率、增加LED亮度可能會對照明有一定影響。即，增加光學接收系統的方案，一方面使光學系統成本更加昂貴，另一方面也會降低接收系統的光信號接收范圍。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明所要解決的技術問題是：怎樣更好地解決可見光通信技術應用中的環境光線干擾問題。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：