[发明专利]基于定向及非定向光波束的可见光协作通信系统

权利要求书

1.一种基于定向及非定向光波束的可见光协作通信系统，其特征在于，包括设置在发射端的发射单元和发射反馈单元二、设置在中继端的中继单元、发射反馈单元一和中继反馈单元二、设置在接收端的接收单元和中继反馈单元一；

发射单元包括多个发射模块，每个发射模块发射携带数据流的光波束，其中携带数据流的光波束为定向窄波束；

发射反馈单元一与发射反馈单元二配合，获得信号强度最大的携带数据流的光波束，并将其对应的数据流输入至发射单元；

中继单元接收携带数据流的光波束，对其进行放大滤波后输出携带已调数据流的光波束，其中携带已调数据流的光波束为非定向宽光波束；

中继反馈单元一与中继反馈单元二配合，获得信号强度最大的携带已调数据流的光波束，并将其对应的已调数据流输入至中继单元；

接收单元，接收携带已调数据流的光波束，解调解码后获取数据流。

2.根据权利要求1所述的基于定向及非定向光波束的可见光协作通信系统，其特征在于，所述发射模块包括编码调制器、直流偏置器、LED驱动器和LED发射器；

数据流经编码调制器编码调制后，经直流偏置器和LED驱动器发送至LED发射器，LED发射器发射携带数据流的光波束，其中携带数据流的光波束为定向窄波束。

3.根据权利要求1或2所述的基于定向及非定向光波束的可见光协作通信系统，其特征在于，所述中继单元包括中继放大模块和中继发射模块；

中继放大模块包括前置滤波器、光放大器和后置滤波器；前置滤波器滤除携带数据流的光波束中的背景辐射干扰，光放大器对携带数据流的光波束进行放大，后置滤波器滤除经光放大器产生的干扰，输出携带已调数据流的光波束；

中继发射模块包括光电探测器、编码调制器、驱动电路和光发射器；光电探测器接收携带已调数据流的光波束，并转化为数字信号，编码调制器对数字信号进行编码调制，并加载至驱动电路，驱动电路确定光发射器发射携带已调数据流的光波束。

4.根据权利要求1或2所述的基于定向及非定向光波束的可见光协作通信系统，其特征在于，所述接收单元包括透镜、光电二极管、滤波器和解调解码器；

透镜对携带已调数据流的光波束进行会聚，光电探测器接收携带已调数据流的光波束，输出已调数据流，已调数据流经滤波器进行滤波，滤波后的已调数据流通过解调解码器进行解调解码，获得数据流。

5.根据权利要求3所述的基于定向及非定向光波束的可见光协作通信系统，其特征在于，所述接收单元包括透镜、光电二极管、滤波器和解调解码器；

透镜对携带已调数据流的光波束进行会聚，光电探测器接收携带已调数据流的光波束，输出已调数据流，已调数据流经滤波器进行滤波，滤波后的已调数据流通过解调解码器进行解调解码，获得数据流。

6.根据权利要求1或2或5所述的基于定向及非定向光波束的可见光协作通信系统，其特征在于，所述发射反馈单元一和中继反馈单元一的结构相同，其中发射反馈单元一包括光电探测器、比较器、数模转化器、调制器和发射天线，光电探测器接收多个光波束，并转化为对应的电信号，经比较器选出信号最强的电信号，信号最强的电信号由数模转化器和调制器进行数模转换及调制后，通过发射天线发射至发射反馈单元二；所述发射反馈单元二和中继反馈单元二的结构相同，其中发射反馈单元二包括接收天线、模数转换器、解调器和放大器，接收天线接收发射反馈单元一发射的信号最强的电信号，经模数转换器、解调器和放大器进行模数转换、解调、放大后，发送至各个发射模块。