一種可見光通信系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本申請主要涉及光通信領域，更具體地說是涉及一種可見光通信系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]在通信傳輸?shù)恼麄€系統(tǒng)和傳輸過程中，光通信系統(tǒng)作為最基本、最重要的組成部分，其實際上是一種以光波為傳輸媒介的通信技術，具有傳輸頻帶寬、通信容量大和抗電磁干擾能力強等優(yōu)點，按照不同的劃分標準，可以將光通信劃分為不同類型，如按照波長可分為紅外光通信、可見光通信和紫外光通信，按照傳輸媒介可分為有線光通信(如光纖通信)和無線光通信等等，根據(jù)應用場景的不同，選用相應的光通信技術。
[0003]其中，可見光通信技術(Visible Light Communicat1n，VLC)是指利用可見光波段的光作為信息載體，無需光纖等有線信道的傳輸介質(zhì)，在空氣中直接傳輸光信號的通信方式，可見，其實現(xiàn)了綠色低碳、近乎零耗能通信，還能夠有效避免無線電通信電磁信號的泄露等缺陷，未來將會與WIF1、3G、4G，甚至5G等通信技術交互融合，在物聯(lián)網(wǎng)、家庭、航空、交通運輸、室內(nèi)導航以及井下作業(yè)等領域帶來創(chuàng)新應用和價值體驗。
[0004]在現(xiàn)有的可見光通信系統(tǒng)中，通常都是利用光電二極管(Photo-D1de，PD)作為將光信號轉變成電信號光探測器，然而，當需要長距離進行光傳輸，尤其是微弱光的傳輸過程中，通常都會因為現(xiàn)有的這種光探測器靈敏度不夠，功耗高且響應速度慢等問題，而影響其探測效率，進而影響數(shù)據(jù)傳輸速率以及可靠性，甚至會導致數(shù)據(jù)無法正常傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種可見光通信系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有的可見光通信中的光探測器靈敏度不夠、功耗高且響應速度慢，從而影響其探測效率，進而影響數(shù)據(jù)傳輸速率及可靠性，甚至會導致數(shù)據(jù)無法正常傳輸?shù)募夹g問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘韵录夹g方案:
[0007]—種可見光通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0008]信號發(fā)生器，用于基于接收到的輸入信號，產(chǎn)生相應的可見光信號；
[0009]單光子雪崩二極管探測器，用于檢測所述可見光信號中的當前光子數(shù)；
[0010]信號解調(diào)器，用于接收所述單光子雪崩二極管探測器發(fā)送的所述當前光子數(shù)，將所述當前光子數(shù)與判決門限值進行比較，并基于比較結果，解調(diào)出與所述輸入信號對應的輸出信號。
[0011]優(yōu)選的，所述信號發(fā)生器包括:
[0012]信號轉換電路，用于將接收到的輸入信號轉換為相應的模擬信號；
[0013]LED模組，用于在所述模擬信號的控制下產(chǎn)生可見光信號。
[0014]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0015]光傳輸信道，用于將所述信號發(fā)生器產(chǎn)生的所述可見光信號傳輸至所述光子雪崩二極管探測器的第一范圍。
[0016]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0017]信號驅動裝置，用于利用預設程序產(chǎn)生所述輸入信號，并發(fā)送至所述信號發(fā)生器。
[0018]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0019]提示裝置，用于在所述單光子雪崩二極管探測器所得所述當前光子數(shù)滿足預設要求時，輸出相應的提示信息。
[0020]優(yōu)選的，所述信號驅動裝置具體為移動終端，用于利用MATLAB軟件產(chǎn)生OOK信號，并發(fā)送至所述信號發(fā)生器。
[0021]—種可見光通信方法，應用于如上所述的可見光通信系統(tǒng)，所述方法包括:
[0022]基于接收到的輸入信號，產(chǎn)生相應的可見光信號；
[0023]檢測所述可見光信號中的當前光子數(shù)，并將所述當前光子數(shù)與判決門限值進行比較；
[0024]基于比較結果，解調(diào)出與所述輸入信號對應的輸出信號。
[0025]優(yōu)選的，所述基于接收到的輸入信號，產(chǎn)生相應的可見光信號，包括:
[0026]將接收到的輸入信號轉換為相應的模擬信號；
[0027]利用所述模擬信號控制所述可見光通信系統(tǒng)的LED模組產(chǎn)生相應的可見光信號。
[0028]優(yōu)選的，所述輸入信號具體為OOK信號，則所述方法還包括:
[0029]利用MATLAB軟件產(chǎn)生所述OOK信號。
[0030]優(yōu)選的，在所述檢測所述可見光信號中的當前光子數(shù)之前，所述可見光信號以光束方式發(fā)射到所述可見光通信系統(tǒng)的單光子雪崩二極管探測器上。
[0031]由此可見，與現(xiàn)有技術相比，本申請?zhí)峁┝艘环N可見光通信系統(tǒng)及方法，在信號發(fā)生器基于接收到的輸入信號，產(chǎn)生相應的可見光信號后，本申請將利用單光子雪崩二極管探測器檢測該可見光信號中的當前光子數(shù)，并由信號解調(diào)器將該當前光子數(shù)與預設門限進行比較后，基于比較結果，解調(diào)出相應的輸出信號，以滿足后續(xù)器件的需求。由此可見，與現(xiàn)有的可見光通信系統(tǒng)相比，本申請利用單光子雪崩二極管作為可見光通信系統(tǒng)的光探測器，不僅加快了響應速度和降低了功耗，而且大大提高了探測可見光信號的靈敏度，尤其是對微弱光的長距離傳輸?shù)膽脠鼍?，保證了探測效率以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，避免了?shù)據(jù)無法正常傳輸?shù)那闆r的發(fā)生。
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本申請?zhí)峁┑囊环N可見光通信系統(tǒng)實施例的結構示意圖；
[0034]圖2為本申請?zhí)峁┑牧硪环N可見光通信系統(tǒng)實施例的結構示意圖；
[0035]圖3為本申請?zhí)峁┑挠忠环N可見光通信系統(tǒng)實施例的結構示意圖；
[0036]圖4為本申請?zhí)峁┑囊环N可見光通信方法實施例的流程示意圖；
[0037]圖5為本申請?zhí)峁┑囊环N可見光通信方法優(yōu)選實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0039]本申請?zhí)峁┝艘环N可見光通信系統(tǒng)及方法，在信號發(fā)生器基于接收到的OOK信號，產(chǎn)生相應的可見光信號后，此時，本申請將利用單光子雪崩二極管探測器檢測該可見光信號，以獲得該可見光信號中的當前光子數(shù)，并由信號解調(diào)器將該當前光子數(shù)與預設門限進行比較后，基于比較結果，解調(diào)出相應的輸出信號，以滿足后續(xù)器件的需求。由此可見，與現(xiàn)有的可見光通信系統(tǒng)相比，本申請利用單光子雪崩二極管作為可見光通信系統(tǒng)的光探測器，不僅加快了響應速度和降低了功耗，而且大大提高了探測可見光信號的靈敏度，尤其是對微弱光的長距離傳輸?shù)膽脠鼍?，保證了探測效率以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，避免了?shù)據(jù)無法正常傳輸?shù)那闆r的發(fā)生。
[0040]為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0041]如圖1所示，為本申請?zhí)峁┑囊环N可見光通信系統(tǒng)實施例的結構示意圖，在本實施例中，該系統(tǒng)可以包括:
[0042]信號發(fā)生器100，用于基于接收到的輸入信號，產(chǎn)生相應的可見光信號。
[0043]在本實施例中，該信號發(fā)生器具體可以是任意波形信號發(fā)生器，本申請對此不作限定，具體可以根據(jù)實際需要確定，本申請在此不再一一列舉。在實際應用中，該信號發(fā)生器將會把接收到的數(shù)據(jù)信號(即該輸入信號)轉換為模擬信號，以控制LED模組發(fā)射出可見光信號，即控制LED發(fā)光。
[0044]可見，如圖2所示，該信號發(fā)生器100可以包括:
[0045]信號轉換電路110，用于將接收到的輸入信號轉換為相應的模擬信號.
[0046]其中，該信號轉換電路110具體可以是數(shù)模轉換電路，具體可參照現(xiàn)有的數(shù)模轉換電路，只要能夠將輸入信號即數(shù)字信號轉換為相應的模擬信號即可，本申請并不限定其具體電路結構。
[0047]LED模組120，用于在所述模擬信號的控制下產(chǎn)生可見光信號。
[0048]在實際應用中，該LED模組120具體可以包括至少一個LED芯片或LED燈等，本申請對此不作限定，而且，在該模擬信號的控制下，該LED模組120產(chǎn)生的可見光信號可以以光束的形式發(fā)射出去，但并不局限于此。
[0049]可選的，在上述實施例的基礎上，該系統(tǒng)還可以包括:
[0050]信號驅動裝置，用于利用預設程序產(chǎn)生上述輸入信號，并將該輸入信號發(fā)送至信號發(fā)生器100。
[0051]在實際應用中，該信號驅動裝置具體可以是如計算機等移動終端，也可以是上位機等設備，本申請對此不作限定，具體可以在這些設備或移動終端中安裝上如MATLAB軟件等來產(chǎn)生00K(0n-0ff