[发明专利]可见光多选2+1路混合光隐藏通信收发装置

说明书

技术领域

本发明属于光通信技术领域，特别涉及一种可见光多选2+1路混合光隐藏通信收发装置。

背景技术

可见光通信是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的，将高速因特网的电线装置连接在照明装置上，插入电源插头即可使用。

多输入多输出技术(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势。同时，还可以一定程度上提高通信的安全性。

隐蔽信道是相对于公开信道而言的，公开信道用于传输公开的信息,而隐蔽信道则采用特殊的方式，在公开信道的掩护下,用于传输秘密信息。隐蔽信道的重点是对通信本身的隐藏。

在一个数字通信系统或者一个计算机系统中，数据一般都是以字节为最小单位出现，因此在数据传输、通信中，每次收发半个字节的4位二进制数，给数据处理过程带来了不少便利。

本发明借鉴了MIMO技术，利用了可见光通信的技术特点，构造了一种可见光多选2+1路混合光隐藏通信收发装置。该装置能够实现安全而隐蔽的通信方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种可见光多选2+1路混合光隐藏通信收发装置。

本发明是这样实现的：一种可见光多选2+1路混合光隐藏通信收发装置，该装置包括发射端和接收端；发射端包括发射控制器、编码器、选频器、驱动器和光发射天线组；光发射天线组含有n个光发射天线，每一个光发射天线都包含发射滤镜和LED；接收端包括接收控制器、解码器、分频器、判决器和光接收天线组；光接收天线组含有n个光接收天线，每一个光接收天线都包含接收滤镜和光电接收器；其中，n为大于或者等于3的自然数。

发射控制器分别与编码器、选频器和发射时钟电连接；光发射天线组分别与选频器和驱动器电连接；驱动器与发射时钟电连接。

接收控制器分别与解码器、分频器和接收时钟电连接；光接收天线组分别与分频器和判决器电连接；判决器与接收时钟电连接。

发射滤镜和接收滤镜都采用带通滤镜，带通滤镜只能通过某个波长范围内的光，带通滤镜用于滤除掉这个波长范围以外的光；光发射天线和光接收天线的光信号通带，取决于所使用的带通滤镜的通带范围，即取决于带通滤镜可通过的光波长范围。

光发射天线组满足条件：第1个光发射天线的光信号通带包括可见光范围，第n-m个、第n个光发射天线的光信号通带都是第1个的子集，且第n-m个、第n个的各光发射天线的光信号通带没有交集；m为小于n且大于0的自然数，且n-m不等于1。

发射控制器,用于从外部设备获取数据，并将获取的数据按照4位二进制一组进行分组，再将分组的数据输出到编码器；向选频器发出选频指令，选择当前数据发送所采用的光发射天线；给发射时钟发送驱动时钟指令，确定发射端发送光信号的速度。

选频指令，用于指示选频器，选择当前数据发送应采用的光发射天线。

驱动时钟指令，用于指示发射时钟，驱动光发射天线发射光信号应采用的驱动时钟周期。

发射时钟，用于根据驱动时钟指令，确定发射端发送光信号的速度；接收发射控制器的驱动时钟指令，并给驱动器提供驱动光发射天线发射光信号的时钟信号；时钟信号为一段占空比为50％的方波信号，方波的频率根据发射控制器的驱动时钟指令决定。

编码器，将一个由发射控制器输入的4位二进制数，并编码成一组三个的4位二进制数，再输出这三个4位二进制数。

选频器，用于根据选频指令，提供选频序列，并根据选频序列，在n个光发射天线中选择第1个光发射天线为第1路通信线路和剩余n-1个光发射天线中的任意两个光发射天线作为通信的第2路、第3路通信线路。

驱动器，用于根据编码器输出的三个4位二进制数的‘1’和‘0’信号，以及选频器选择的3路通信线路，用这三个4位二进制数分别驱动选频器选择的3路通信线路上的光发射天线，以LED亮度不同的两种状态分别表示“1”和“0”。

驱动器，将编码器输出的一组三个4位二进制数，分别用于驱动由选频器选择的3路光发射天线；在用每个由编码器输入的4位二进制数驱动光发射天线时，根据发射时钟提供的时钟信号，将这个4位二进制数按照自左到右的顺序，每一个时钟周期输出一位，依次用于驱动LED。