[发明专利]一种可见光通信系统

说明书

本发明涉及一种可见光通信系统，包括发射端和接收端，发射端包括依次连接的信号发射模块、D/A转换模块、直流偏置模块、发射端功率放大模块和光源模块；接收端包括依次连接的光电探测器、接收端功率放大模块、A/D转换模块和信号接收模块；信号发射模块和信号接收模块均包括物理层和数据链路层，物理层用于信号调制，数据链路层用于数据通讯；信号发射模块的物理层包括设置有共轭对称模块的发射基带；信号接收模块的物理层包括设置有逆共轭对称模块的接收基带。本系统在实验室使用的时候，能够不断接收和发射数字信号，同时能够将数字信号进行调制和解调制，令实验室用的可见光通信系统具有良好的实时性。

技术领域

本发明涉及光学领域，更具体地，涉及一种可见光通信系统。

背景技术

可见光通信系统(VLC)是一种新型绿色环保的通信解决方案，使用当前照明领域已经普及的发光二极管(LED)作为信号发射源，照明的同时能够提供通信的功能。

国内外对可见光通信系统技术(VLC)的研究,其中多数研究工作都采用离线可见光通信系统。离线可见光通信系统是指在发射端使用MATLAB与任意波形生成器(AWG)结合来生成经过调制的复杂时域信号(例如高阶的正交频分复用(OFDM)，离散多音频调制(DMT)，然后经过D/A电路，功率放大电路，通过Bias-T与直流偏置耦合，加载在LED上，驱动LED发射信号。而在接收端使用高端示波器接收并存储时域信号，并将其输入MATLAB等软件进行信号离线处理，总的来说传统的离线系统是先把要发的数据先在MATLAB设计好，然后通过U盘等形式把数据挪到任意波形发生器(AWG)，即信号的调制和信号的解调均是离线处理。离线可见光通信系统的缺点是不能连续不断地发送数据，只能短暂地发射一个数据帧，缺少实时性。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中实验室的可见光通信系统不能连续不断发送数据，缺少实时性的问题，提供一种可见光通信系统，令系统能够不断发出数据并被接收，具有实时性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可见光通信系统，包括发射端和接收端，所述发射端包括依次连接的信号发射模块、直流偏置模块、发射端功率放大模块和光源模块；所述接收端包括依次连接的光电探测器、接收端功率放大模块和信号接收模块；所述信号发射模块和所述信号接收模块均包括物理层和数据链路层，所述物理层用于信号调制，所述数据链路层用于数据通讯；所述信号发射模块的物理层包括设置有共轭对称模块的发射基带；所述信号接收模块的物理层包括设置有逆共轭对称模块的接收基带。

信号发射模块通过数据链路层与电脑等实验设备进行连接，将并接收到的数字信号发出，其中数字信号通过共轭对称模块转换为可以调制光源模块信号的实数。而光源模块发出光源信号后，光电探测器将探测到的光信号转换为电信号，输送至信号接收模块。信号接收模块的接收基带将信号进行解调，并通过数据链路层发送至电脑等设备。在此过程中，数据的调解和解调都是通过系统一次性完成，而且信号发射模块能够不断接收数字信号并发出，而信号接收模块也能不断将信号接收并发出。

优选的，所述信号发射模块与所述直流偏置模块之间设置有D/A转换模块；所述接收端功率放大模块与所述信号接收模块之间连接有A/D转换模块；D/A转换模块将发射基带发出的数字信号转换为电路可识别的模拟电流信号。A/D转换模块则将模拟电流信号转换为可以在电能等设备显示的数字信号。

优选的，所述发射基带为无线通信射频发射基带，所述共轭对称模块设置在所述无线通信射频发射基带的逆傅里叶变换模块的前端。可见光通信对光源模块的调制信号要求为实数，而为了达到这一要求，必须让输入数据在进行逆傅里叶变换前满足共轭对称的形式。