[發明專利]一種基于高速LED陣列的光強信號發射裝置

有效

• 申請號: 202110256513.9
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112994799B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 孫鳴捷;李奎君;黃宏旭;陳文;李立京
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

本發明公開了一種基于高速LED陣列的光強信號發射裝置，包括LED陣列和控制板卡，LED陣列通過一種新型排布和驅動方式，使其具有高速調制的特性，能以單點LED的開關速度發射高位數的光強信息；控制板卡通過選通LED陣列的I/O口高速顯示，作為光強信號發射端發射光信號。本發明通過保證LED陣列切換速率的前提下，實現多位二進制數傳輸，提高傳輸速率。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種基于高速LED陣列的光強信號發射裝置。

背景技術

LED具有很高的切換速度，而LED陣列的顯示要想達到LED的切換速度需要在I/O口和切換速度之間權衡，隨著LED分辨率的增加，I/O口需求也會越大，常規的LED的逐行/列掃描雖然能夠明顯的減少I/O口的需求，但會降低LED陣列的刷新頻率。

無線光通信中有單輸入單輸出系統和多輸入多輸出系統，前者雖然具有簡單易行的優點，但受限于數據傳輸速率相對較低，后者雖然放寬了發射端與接收端的嚴格對準要求，但LED陣列空間信道存在很強的相關性，存在空間串擾的情況的現象，難以解調所傳輸的信息。

發明內容

為了解決上述已有技術存在的不足，本發明提出一種基于高速LED陣列的光強信號發射裝置，旨在提高數據的傳輸速率。本發明的具體技術方案如下：

一種基于LED陣列的光強信號發射裝置，包括控制板卡和LED陣列，其中，

所述控制板卡構成信號輸入端，將傳輸信號預先編碼后存儲在所述控制板卡的存儲器中，所述LED陣列與所述控制板卡連接，所述控制板卡輸出控制信號至所述LED陣列的行控制端和列控制端，通過一次掃描的方式輸出對應編碼的圖案，以光信號進行傳輸；

光電探測器接收由所述LED陣列傳送的信息，當所述LED陣列中LED個數是2ⁿ個時，能夠傳輸0-2ⁿ中的任意n位2進制數據，光電探測器輸出的信號經高精度的模數轉換器區分LED點亮數量實現數據傳輸。

進一步地，所述LED陣列由行控制線和列控制線選通控制，通過一次掃描的方式控制點亮所述LED陣列中所需的LED點數，所述LED陣列響應時間為單點LED響應時間。

進一步地，所述LED陣列的排布方式為共陽極的LED或共陰極的LED個數最多的行為中心行時，其余共陽極或共陰極的行的LED個數向邊緣遞減至1個；

當共陽極的LED或共陰極的LED個數最多的列為中心列時，其余共陽極或共陰極的列的LED個數向邊緣遞減至1個。

進一步地，所述遞減方式為逐個遞減或以2為公差遞減：

當中心行或中心列逐個遞減時，遞減方向為從中心行或中心列向兩側遞減或僅向單側遞減；

當中心行或中心列以2為公差遞減時，中心行或中心列的LED個數是奇數，從中心行或中心列向兩側遞減。

進一步地，所述LED陣列中共陽極的LED或共陰極的LED能夠不按照水平或垂直排布。

進一步地，所述LED陣列為凸多邊形，所述LED陣列中能夠點亮任意數量的LED。

進一步地，所述LED陣列為正方形、三角形、平行四邊形。

本發明的有益效果在于：

本發明以LED陣列代替單個LED作為發射端傳輸數據的高位光強信號發射裝置，但LED陣列常用的按行列掃描的顯示方式會降低刷新頻率，本發明隨著LED陣列的尺寸的增加，以單點LED調制時間發射出更長的二進制數據，當LED陣列的LED個數是2ⁿ個時，能夠傳輸0到2ⁿ中的任意n位2進制數據。在保證同單點LED響應時間的前提下，實現多位二進制數傳輸，提高傳輸速率。

附圖說明