本發(fā)明涉及一種無線通信方法，尤其涉及一種基于Li-Fi的客艙閱讀燈無線通信方法，并涉及采用了該基于Li-Fi的客艙閱讀燈無線通信方法的系統(tǒng)。

背景技術：

由于飛機客艙內需要考慮電磁兼容問題，因此，在客艙實現(xiàn)無線通信需要考慮會不會和其他無線電信號發(fā)生干擾，此為其一；第二，單個數(shù)據(jù)信道帶寬是否可以做得足夠大，從而提升傳輸速率；第三、由于使用環(huán)境的特殊性，走線是否方便也是飛機客艙實現(xiàn)無線通信的問題之一；第四，發(fā)熱量大、能量轉化率、運行穩(wěn)定性和安全性等，這是都是飛機客艙實現(xiàn)和控制無線通信所要優(yōu)先考慮的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是需要提供一種基于Li-Fi網絡的客艙閱讀燈無線通信方法，并需要提供采用了該基于Li-Fi的客艙閱讀燈無線通信方法的系統(tǒng)。

對此，本發(fā)明提供一種基于Li-Fi的客艙閱讀燈無線通信方法，包括以下步驟：

步驟S1，對服務器或互聯(lián)網中的數(shù)據(jù)流進行預處理；

步驟S2，將預處理之后的數(shù)據(jù)流加入至客艙閱讀燈的光線中以實現(xiàn)發(fā)射；

步驟S3，通過調節(jié)客艙閱讀燈進而控制Li-Fi網絡的覆蓋范圍。

本發(fā)明的進一步改進在于，所述步驟S3中，通過調節(jié)所述客艙閱讀燈的燈光強度進而控制Li-Fi網絡的覆蓋范圍。

本發(fā)明的進一步改進在于，所述步驟S3中，通過調節(jié)所述客艙閱讀燈的光束角度進而控制Li-Fi網絡的覆蓋范圍。

本發(fā)明的進一步改進在于，所述步驟S3中，所述客艙閱讀燈的光束角度與Li-Fi網絡的覆蓋范圍的關系為θ＝karctan(L-L₀)+θ₀，其中，L∈(0,+∞),k∈(0,1)，θ為所述客艙閱讀燈的光束角度，L為Li-Fi網絡的覆蓋范圍，k、θ₀和L₀均為常數(shù)，k表示光束角度θ與Li-Fi網絡覆蓋范圍直徑之間的比例常數(shù)，θ₀表示客艙閱讀燈的光束初始角度，L₀表示Li-Fi網絡覆蓋范圍直徑的閾值，光束角度θ的值域為

本發(fā)明的進一步改進在于，比例常數(shù)k的取值范圍為1/4至1/2，光束初始角度θ₀的取值范圍為π/24至π/4，Li-Fi網絡覆蓋范圍直徑的閾值L₀的取值范圍為20至60cm；當光束角度θ達到光束初始角度θ₀的取值范圍，Li-Fi網絡的覆蓋范圍L的直徑達到Li-Fi網絡覆蓋范圍直徑的閾值L₀的取值范圍時，Li-Fi網絡所在系統(tǒng)開始工作，終端設備能夠介入該Li-Fi網絡中實現(xiàn)通信。

本發(fā)明的進一步改進在于，比例常數(shù)k＝1/3，光束初始角度θ₀＝π/12，Li-Fi網絡覆蓋范圍直徑的閾值L₀＝40cm，則當客艙閱讀燈的光束角度θ達到π/12，Li-Fi網絡的覆蓋范圍L的直徑達到40cm時，Li-Fi網絡所在系統(tǒng)開始工作，終端設備能夠介入該Li-Fi網絡中實現(xiàn)通信。

本發(fā)明的進一步改進在于，所述步驟S1中，對服務器或互聯(lián)網中的數(shù)據(jù)流進行包括編碼、調制和預均衡的預處理。

本發(fā)明還提供一種基于Li-Fi的客艙閱讀燈無線通信系統(tǒng)，采用了如上所述的基于Li-Fi的客艙閱讀燈無線通信方法，并包括客艙閱讀燈和接收適配器；在客艙閱讀燈的驅動下，預處理后的數(shù)據(jù)流被加入到客艙閱讀燈的光線中發(fā)射，接收適配器中的圖像感應器接收到光線后，接收適配器將光波振幅中的微小信號放大并轉換成電信號，經解碼、解調和均衡后，轉換成終端設備可以接收的數(shù)據(jù)流，進而實現(xiàn)Li-Fi網絡通信。

本發(fā)明的進一步改進在于，所述接收適配器包括圖像感應器和信號放大處理電路，所述圖像感應器通過信號放大處理電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的輸出。

本發(fā)明的進一步改進在于，所述客艙閱讀燈為LED燈。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：將服務器或互聯(lián)網中的數(shù)據(jù)流經過數(shù)字信號處理技術進行預處理，然后在客艙閱讀燈的驅動下，將預處理之后的數(shù)據(jù)流加入到客艙閱讀燈的光線中發(fā)射；當接收適配器中的圖像感應器接收到光線后，接收適配器將光波振幅中的微小信號放大并轉換成電信號，經解碼、解調和均衡的處理轉換成電腦和移動設備等終端設備能夠接收的數(shù)據(jù)流，進而完成一次完整的Li-Fi網絡通信。

本發(fā)明所述基于Li-Fi網絡的客艙閱讀燈無線通信方法實際上就是一種基于反正切函數(shù)的角度實現(xiàn)客艙閱讀燈可視距離控制的方法，利用客艙閱讀燈的亮暗和角度變化來改變單個AP的網絡覆蓋范圍，從而達到快速和安全的通信，本發(fā)明能夠使得客艙網絡通信更快速、方便、環(huán)保和安全，更加符合乘客乘機的上網體驗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種實施例的工作流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一種實施例的光束角度θ與Li-Fi網絡的覆蓋范圍L之間的關系示意圖；

圖3是本發(fā)明一種實施例的光束角度θ與Li-Fi網絡的覆蓋范圍L的直徑之間的關系示意圖；

圖4是本發(fā)明另一種是實力的系統(tǒng)結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明的較優(yōu)的實施例作進一步的詳細說明。

實施例1：

如圖1所示，本例提供一種基于Li-Fi的客艙閱讀燈無線通信方法，包括以下步驟：

步驟S1，對服務器或互聯(lián)網中的數(shù)據(jù)流進行預處理；

步驟S2，將預處理之后的數(shù)據(jù)流加入至客艙閱讀燈的光線中以實現(xiàn)發(fā)射；

步驟S3，通過調節(jié)客艙閱讀燈進而控制Li-Fi網絡的覆蓋范圍。

本例所述步驟S1中，對服務器或互聯(lián)網中的數(shù)據(jù)流進行包括編碼、調制和預均衡的預處理，以A330寬體機客艙為例，結合客艙閱讀燈以及終端設備的位置，本例的工作方法如下：將服務器或互聯(lián)網中的數(shù)據(jù)流經過數(shù)字信號處理技術進行預處理，包括編碼、調制和預均衡，然后在客艙閱讀燈的驅動下，將預處理之后的數(shù)據(jù)流加入到客艙閱讀燈的光線中發(fā)射；當接收適配器中的圖像感應器接收到光線后，接收適配器將光波振幅中的微小信號放大并轉換成電信號，經解碼、解調和均衡的處理轉換成電腦和移動設備等終端設備能夠接收的數(shù)據(jù)流，進而完成一次完整的Li-Fi網絡通信。本例所述客艙閱讀燈優(yōu)選為LED燈。

至于所述步驟S2中，將預處理之后的數(shù)據(jù)流加入至客艙閱讀燈的光線中以實現(xiàn)發(fā)射，其實就是利用了Li-Fi網絡的原理，Li-Fi即LightFidelity(簡稱LiFi)，是一種利用可見光波譜(如燈泡發(fā)出的光)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜聼o線傳輸技術，需要在客艙閱讀燈上植入一個芯片形成類似于AP的設備，AP為WiFi熱點，進而使得終端設備能夠接入無線網絡。

本例所述步驟S3中，通過調節(jié)所述客艙閱讀燈的燈光強度進而控制Li-Fi網絡的覆蓋范圍，和/或，通過調節(jié)所述客艙閱讀燈的光束角度進而控制Li-Fi網絡的覆蓋范圍。也就是說，本例通過客艙閱讀燈的亮暗變換控制Li-Fi網絡覆蓋范圍的變化，燈光強度在一定程度上，其實反映的也是光束角度的表換；當客艙閱讀燈的燈光強度變化時，其光束角度也在變化，那么，Li-Fi網絡的覆蓋范圍會隨著發(fā)生變化。如圖2所示，當開啟客艙閱讀燈后，可調節(jié)客艙閱讀燈的光束角度和/或亮暗來控制Li-Fi范圍，其光束角度由θ₁到θ₂時，Li-Fi網絡的覆蓋范圍會有明顯差異；θ₁為第一時刻下的光束角度，θ₂為第二時刻下的光束角度。

本例考慮到Li-Fi網絡的覆蓋范圍及安全性的影響，需要控制客艙閱讀燈的光束角度；所述步驟S3中，所述客艙閱讀燈的光束角度與Li-Fi網絡的覆蓋范圍的關系為θ＝karctan(L-L₀)+θ₀，光線角度用軟件控制來實現(xiàn)，其實現(xiàn)方法用一個IF函數(shù)實現(xiàn)，當θ＞θ₀時，所述客艙閱讀燈無線通信方法所在的系統(tǒng)開始工作，否則該客艙閱讀燈無線通信方法所在的系統(tǒng)處于關閉狀態(tài)。其中，L∈(0,+∞),k∈(0,1)，θ為所述客艙閱讀燈的光束角度，L為Li-Fi網絡的覆蓋范圍，k、θ₀和L₀均為常數(shù)，k表示光束角度θ與Li-Fi網絡覆蓋范圍直徑之間的比例常數(shù)，θ₀表示客艙閱讀燈的光束初始角度，L₀表示Li-Fi網絡覆蓋范圍直徑的閾值，光束角度θ的值域為也就是說，本例實際上等同于提出了一種基于反正切函數(shù)的角度實現(xiàn)客艙閱讀燈可視距離控制的方法，能夠更加靈活，可以有效提高用戶上網體驗指數(shù)，如圖3所示，本例利用客艙閱讀燈的亮暗和光束角度變化來改變單個AP的網絡覆蓋范圍，從而達到快速和安全的通信，本例能夠使得客艙網絡通信更快速、方便、環(huán)保和安全，更加符合乘客乘機的上網體驗。

優(yōu)選的，比例常數(shù)k的取值范圍為1/4至1/2，光束初始角度θ₀的取值范圍為π/24至π/4，Li-Fi網絡覆蓋范圍直徑的閾值L₀的取值范圍為20至60cm；當光束角度θ達到光束初始角度θ₀的取值范圍，Li-Fi網絡的覆蓋范圍L的直徑達到Li-Fi網絡覆蓋范圍直徑的閾值L₀的取值范圍時，Li-Fi網絡所在系統(tǒng)開始工作，終端設備能夠介入該Li-Fi網絡中實現(xiàn)通信。

更為優(yōu)選的，比例常數(shù)k＝1/3，光束初始角度θ₀＝π/12，Li-Fi網絡覆蓋范圍直徑的閾值L₀＝40cm，則當客艙閱讀燈的光束角度θ達到π/12，Li-Fi網絡的覆蓋范圍L的直徑達到40cm時，Li-Fi網絡所在系統(tǒng)開始工作，終端設備能夠介入該Li-Fi網絡中實現(xiàn)通信。這樣的參數(shù)設定，接入的終端設備數(shù)量少，帶寬足夠寬；所述終端設備可以包括電腦或移動設備等。在實際應用過程中，可以結合良好的用戶體驗來選取各個參數(shù)的最優(yōu)值。

Li-Fi技術的產生，為飛機客艙局域網系統(tǒng)奠定了基礎。由于飛機客艙內需要考慮電磁兼容問題，而Li-Fi不會和其他無線電信號發(fā)生干擾，因此選用Li-Fi技術來進行無線通信是個理想的方法。除了上面說的優(yōu)點之外，本例基于Li-Fi來實現(xiàn)客艙閱讀燈無線通信方法的優(yōu)勢還包括：一、更神速，Li-Fi最高數(shù)據(jù)傳輸率可達3Tbps，意味著在Li-Fi網絡里，單個數(shù)據(jù)信道帶寬可以做的很大，從而傳輸速率大幅度提升。二、更方便，只要用LED光取代普通閱讀燈，并加入一個微型芯片，就可以使他們變成網絡發(fā)射器，減少了線纜走線的復雜度。三、更環(huán)保，目前有研究客艙內使用Li-Fi設備的廠家，但Wi-Fi設備存在發(fā)熱量大、能量轉化率低的問題，而Li-Fi網絡就不存在這個問題，極低的發(fā)熱量使其不需要冷卻設備也能穩(wěn)定運行。四、安全，Li-Fi信號搭載在很窄的一束光信道上，很難穿墻而過，因此“蹭網”現(xiàn)象能有效地避免，能確保信息的安全傳輸。

實施例2：

如圖4所示，本例還提供一種基于Li-Fi的客艙閱讀燈無線通信系統(tǒng)，采用了如實施例1所述的基于Li-Fi的客艙閱讀燈無線通信方法，并包括客艙閱讀燈和接收適配器；在客艙閱讀燈的驅動下，預處理后的數(shù)據(jù)流被加入到客艙閱讀燈的光線中發(fā)射，接收適配器中的圖像感應器接收到光線后，接收適配器將光波振幅中的微小信號放大并轉換成電信號，經解碼、解調和均衡后，轉換成終端設備可以接收的數(shù)據(jù)流，進而實現(xiàn)Li-Fi網絡通信。

本例所述接收適配器包括圖像感應器和信號放大處理電路，所述圖像感應器通過信號放大處理電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的輸出；所述圖像感應器用于接收客艙閱讀燈的光線，然后將光線中的光波振幅的微小信號傳遞給信號放大處理電路，實現(xiàn)放大并轉換為電信號，最后再經過與實施例1步驟S1中相配套的解碼、解調和均衡處理后，轉換成終端設備可以接收的數(shù)據(jù)流，進而實現(xiàn)Li-Fi網絡的無線通信。

以A330寬體機客艙為例，結合客艙閱讀燈以及終端設備的位置，如圖4所示，本例的工作方法如下：將服務器或互聯(lián)網中的數(shù)據(jù)流經過數(shù)字信號處理技術進行預處理，包括編碼、調制和預均衡，然后在客艙閱讀燈的驅動下，將預處理之后的數(shù)據(jù)流加入到客艙閱讀燈的光線中發(fā)射；當接收適配器中的圖像感應器接收到光線后，接收適配器將光波振幅中的微小信號放大并轉換成電信號，經解碼、解調和均衡的處理轉換成電腦和移動設備等終端設備能夠接收的數(shù)據(jù)流，進而完成一次完整的Li-Fi網絡通信。

以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。