[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于逆反射可見(jiàn)光通信的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010695848.6
• 申請(qǐng)日: 2020-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112019271B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許辰人;沈國(guó)斌;徐燮陽(yáng);沈洋;陳國(guó)俊;王璞瑞;吳越
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B10/116
• 分類(lèi)號(hào): H04B10/116;H04B10/54;H04L1/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

本發(fā)明涉及一種基于逆反射可見(jiàn)光通信的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置，所述方法包括：光標(biāo)簽?zāi)娣瓷渥x寫(xiě)器發(fā)送的光信號(hào)并通過(guò)光調(diào)制單元阻擋或通過(guò)所述光信號(hào)的方式調(diào)制所述光信號(hào)，在所述光調(diào)制單元因非線性的響應(yīng)時(shí)間使得所述光調(diào)制單元無(wú)法在阻擋光信號(hào)的第一狀態(tài)和通過(guò)光信號(hào)的第二狀態(tài)之間立即切換的情況下，所述光標(biāo)簽基于所述光調(diào)制單元的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間光信號(hào)明暗變化的趨勢(shì)進(jìn)行調(diào)制。通過(guò)該設(shè)置方式，本發(fā)明不必等到光調(diào)制單元完全進(jìn)入到第一狀態(tài)和第二狀態(tài)就能調(diào)制信號(hào)，突破了光調(diào)制單元本身的響應(yīng)時(shí)間的限制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于逆反射可見(jiàn)光通信的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置。

背景技術(shù)

預(yù)計(jì)2020年，互聯(lián)網(wǎng)將由500億臺(tái)設(shè)備組成，這將導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)(Internet-of-Thing，IoT)的設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。物聯(lián)網(wǎng)的宏偉愿景——把一切都帶到互聯(lián)網(wǎng)上，以便更好地感知、理解和驅(qū)動(dòng)現(xiàn)實(shí)世界，即物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該能夠?qū)⒚恳粋€(gè)物體連接到互聯(lián)網(wǎng)上，并實(shí)現(xiàn)從未有過(guò)的數(shù)據(jù)交換。事實(shí)上，大多數(shù)新一代設(shè)備，無(wú)論是從外部供電的家用電器、帶有較大體積電池的移動(dòng)設(shè)備，還是微型植入式傳感器和薄型可穿戴設(shè)備，都宣稱(chēng)具有“物聯(lián)網(wǎng)能力”。然而，要完全實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的愿景，還需要部署更多的智能設(shè)備。這些設(shè)備可能是小尺寸的，并且?guī)в袩o(wú)線通信功能，其目的是在不需要主動(dòng)操作的情況下盡可能長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行。而且由于布線、小型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的復(fù)雜性以及設(shè)備的移動(dòng)性，通過(guò)有線電纜將所有這些設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)是不切實(shí)際的。這意味著這些設(shè)備很少或沒(méi)有充電的機(jī)會(huì)，因此能源效率對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備至關(guān)重要。分析表明，無(wú)線通信在整個(gè)能源消耗中占有相當(dāng)大的比例。因此，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能的無(wú)線通信成為一個(gè)活躍的研究前沿。從外部來(lái)源(如太陽(yáng)能、熱能和動(dòng)能)獲得的能量足以使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集信號(hào)。然而，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功率(約幾百毫瓦)限制了傳輸信號(hào)可以傳輸?shù)木嚯x。因此，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常不選擇連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)或者Wi-Fi。這種距離限制導(dǎo)致需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施支持，如接入點(diǎn)和回程鏈路，以實(shí)現(xiàn)較小的距離重用系數(shù)。

文獻(xiàn)[1]Chenren Xu,Lei Yang,and Pengyu Zhang.Practical backscattercommunication systems for battery-free internet of things:A tutorial andsurvey of recent research.IEEE Signal Processing Magazine,35(5),2018.的研究工作表明，基于射頻環(huán)境的反向散射通信甚至可以在接近零功耗(即μW量級(jí))的情況下實(shí)現(xiàn)到小型標(biāo)簽的無(wú)線連接，因此已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)通信范式。背后的主要想法是利用現(xiàn)有的無(wú)線電基礎(chǔ)設(shè)施(例如，調(diào)頻無(wú)線電、Wi-Fi)來(lái)捕獲和反映它們的信號(hào)，而不是自己發(fā)射無(wú)線電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。這種技術(shù)大大減少了對(duì)電池的依賴(lài)，甚至可以在沒(méi)有電池的情況下工作。然而，這種標(biāo)簽的大規(guī)模部署可能會(huì)帶來(lái)復(fù)雜的介質(zhì)訪問(wèn)控制和干擾管理問(wèn)題，甚至可能加劇無(wú)許可證頻帶中的“頻譜緊縮”問(wèn)題。“頻譜緊縮”問(wèn)題：由于數(shù)據(jù)包沖突、載波感應(yīng)、干擾、重傳等而導(dǎo)致的非常低的頻譜效率。為了解決這些問(wèn)題，除了繼續(xù)在傳統(tǒng)無(wú)線通信和網(wǎng)絡(luò)方面進(jìn)行創(chuàng)新努力外，新的研究領(lǐng)域正在出現(xiàn)。例如，最近提出了可重構(gòu)智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface，RIS)的概念，旨在通過(guò)對(duì)可配置電磁材料覆蓋物體的軟件控制，實(shí)時(shí)改變無(wú)線介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。