[发明专利]一种单RGB-LED小型化全双工多用户VLC的通信方法

说明书

本发明公开了一种单RGB‑LED小型化全双工多用户VLC的通信方法，包括LED‑VLC系统，LED‑VLC系统包括LED端以及通过上行链路和下行链路与其通信的若干个终端，LED端包括若干个LED端PIN探测器和RGB灯珠，每个终端包括上行链路滤光片、微型全固态空间光调制器以及终端PIN探测器，每个终端PIN探测器设置有下行链路滤光片；方法包括：点亮LED端，形成上下行通信链路；微型全固态空间光调制器和终端进行光电转化、信号处理；终端与LED端建立双向VLC通信链路；如有其它终端请求接入，重复上述步骤，直至LED端接入用户容量饱和。本发明减小设备体积实现了上下行链路的无串扰传输，提高了上行链路的速率，实现了多用户低串扰动态接入。

技术领域

本发明属于可见光通信(Visible light communication，VLC)技术领域，具体涉及一种单RGB-LED小型化全双工多用户VLC的通信方法。

背景技术

VLC是一种实现利用照明光的闪烁频率进行数据传输的技术，也称“Li-Fi”(LightFidelity)技术；RGB-LED是一种利用红绿蓝三色配光形成复色光用于照明的固态半导体器件。随着“Li-Fi”概念的提出、光电子集成器件集成度不断提高、LED照明技术的日益发展，LED-VLC系统受到广泛的关注。在室内实现一个集照明、定位和通信功能于一体的无线光通信网络，将会为人们提供更经济、更多元化、更高速的信息服务。VLC系统同时具有无电磁干扰、安全、保密等优点，可以应用于核电站、飞机机舱、医院等电磁受限的环境。

目前，现有VLC系统的大多采用每个终端各自拥有信号源(可见光、红外光、Wifi等)、调制/解调、发射/接收等模块，存在设备体积大的问题(李上宾等.半双工时分RGB LED模组双向可见光通信的方法及系统CN105812055A，2016)。有学者提出利用时分复用技术结合MMR技术，有限的减小了设备体积，但上行速率较低，仍未达到可大规模商业推广的程度。由于VLC系统的一个终端是一般是与电脑、电视、手机等小型设备直接相连的，轻型化和小型化是系统的重要需求。Nature Nanotechnology上公开一种面积小、调制速率高的新型全固态空间光调制器(Park,J.et al.All-solid-state spatial light modulator withindependent phase and amplitude control for three-dimensional LiDAR applications.Nat.Nanotechnol.2020)，该器件可以独立调整光的相位和振幅，为LED-VLC系统的小型化、多用户接入带来了一定的更新；但是目前LED-VLC系统中的上行链路依然存在发射终端体积大、上下行链路串扰和多用户接入串扰问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单RGB-LED小型化全双工多用户VLC的通信方法，解决了现有技术中上行链路发射终端体积大、上下行链路串扰和多用户接入串扰需要进一步提高的问题。

本发明所采用的技术方案是，

一种单RGB-LED小型化全双工多用户VLC的通信方法，包括LED-VLC系统，LED-VLC系统包括LED端以及通过上行链路和下行链路与其通信的若干个终端，LED端包括若干个LED端PIN探测器和RGB灯珠，每个终端包括上行链路滤光片、微型全固态空间光调制器以及终端PIN探测器，每个终端PIN探测器对应RGB灯珠设置有下行链路滤光片；

通信方法具体按照以下步骤实施：

步骤1：点亮LED端，覆盖每个终端所在的范围，形成上下行通信链路；

步骤2：微型全固态空间光调制器进行光电转化、信号处理；

步骤3：终端进行光电转化、信号处理；

步骤4：终端与LED端建立双向VLC通信链路；

步骤5：如有其它终端请求接入，重复步骤1-4，直至LED端接入用户容量饱和。