[發明專利]一種定向可見光通信系統

有效

• 申請號: 201911313957.0
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN111130638B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 汪揚帆;杜雙龍;趙晶若
• 申請（專利權）人: 汪揚帆
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;G02B26/10
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 潘甦昊

本發明主要涉及通信領域，公開了一種定向可見光通信系統，包括照明光源、掃描鏡、控制器，掃描鏡上包括反射面，照明光源出射調制照明光至掃描鏡的反射面上，控制器根據通信接收設備的位置控制掃描鏡轉動，使掃描鏡反射的調制照明光照射至通信接收設備所在的位置處，從而實現利用單套照明光源和一個掃描鏡進行跟蹤式定向可見光通信，系統簡單穩定可靠。

技術領域

本發明涉及可見光通信，具體涉及一種定向可見光通信系統。

背景技術

可見光通信是一種無線通訊技術，是利用照明光源發出的明暗閃爍信號來達成訊息傳輸的通信技術，可見光的頻率介于400 THz（波長780 nm）至800 THz（波長375 nm）之間；并且其發射功率高，不占用無線電頻譜，無電磁干擾，無電磁輻射，同時實現照明和通信的雙重功能。可見光通訊可以應用于光照上網、可見光點播電視業務、可見光新型無線廣播、可見光精確定位等領域。目前的可見光通信是通過使用多個照明光源將大范圍區域照明并實現通信，使用多個照明光源會使整個系統復雜化且成本提高。

發明內容

本發明目的在于解決上述問題，本發明提供了一種定向可見光通信系統，其在工作過程中，無需使用多個照明光源以對大范圍區域進行照明及通信。

本發明的目的主要通過以下技術方案實現：

一種定向可見光通信系統，包括照明光源、掃描鏡、控制器、通信接收設備和方位跟蹤模塊，所述通信接收設備上設有方位信號發射模塊，

所述照明光源出射攜帶有通信信息的調制照明光，所述調制照明光照射在掃描鏡的反射面上，所述掃描鏡的反射面將調制照明光反射至自由光空間中進行照明及通信；

所述方位信號發射模塊持續發射通信接收設備的定位信號，所述方位跟蹤模塊持續接收方位信號發射模塊發射的定位信號并將該定位信號發送給控制器，所述控制器根據接收到的定位信號控制掃描鏡跟蹤轉動使得掃描鏡反射的調制照明光照射至通信接收設備所在位置處；

所述通信接收設備上包括光探測器，所述光探測器接收到調制照明光時將其轉化為通信信息以供通信。

進一步地，所述照明光源由LED光源及透鏡或透鏡組構成，所述透鏡或透鏡組為聚焦透鏡或聚焦透鏡組，所述LED光源出射的調制照明光進入透鏡或透鏡組，所述透鏡或透鏡組將LED光源出射的調制照明光聚焦至掃描鏡的反射面上，調制照明光被掃描鏡反射后以光錐照射向所述通信接收設備上的光探測器。

進一步地，所述照明光源包括激光器，所述激光器的主光軸上依次布置有擴束透鏡和聚焦透鏡，激光器出射的調制照明光通過所述擴束透鏡擴束，所述聚焦透鏡將擴束后的調制照明光聚焦在掃描鏡的反射面上再被反射至自由光空間中。

進一步地，所述照明光源包括多個激光器，還包括聚焦透鏡，每個所述激光器均出射準直的調制照明光，多個激光器平行排列且每個激光器出射的調制照明光互相平行，多束互相平行的調制照明光通過所述聚焦透鏡后聚焦在掃描鏡的反射面上再被反射至自由光空間中。

進一步地，所述掃描鏡的反射面上還覆有偏振敏感光柵層，所述照明光源同時出射包含兩個偏振態的調制照明光，兩個偏振態分別為第一偏振態和第二偏振態，第一偏振態的調制照明光與第二偏振態的調制照明光所攜載的通信信息相同且同步，兩個偏振態的調制照明光照射至掃描鏡的反射面上；掃描鏡固定不動時，所述偏振敏感光柵層對第一偏振態敏感并將第一偏振態的調制照明光衍射為第一方向出射，所述偏振敏感光柵層對第二偏振態不敏感，第二偏振態的調制照明光透過偏振敏感光柵層后在掃描鏡的反射面上反射至第二方向，所述第一方向與所述第二方向不同向；掃描鏡跟蹤轉動時，被衍射的第一偏振態的調制照明光和被反射的第二偏振態的調制照明光互相以固定夾角在自由光空間中跟蹤轉動照明及通信，所述固定夾角為所述第一方向和所述第二方向的夾角。