[发明专利]一种基于LIFI技术的半双工音频传输装置及实现方法有效
申请号: | 202210317599.6 | 申请日: | 2022-03-29 |
公开(公告)号: | CN114422030B | 公开(公告)日: | 2022-08-26 |
发明(设计)人: | 庞宏浩;张青平;王维;王智超;周磊 | 申请(专利权)人: | 天津七一二移动通信有限公司 |
主分类号: | H04B10/116 | 分类号: | H04B10/116;H04L5/16 |
代理公司: | 天津中环专利商标代理有限公司 12105 | 代理人: | 杨舒文 |
地址: | 300456 天津市滨海新区经济技术开*** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 lifi 技术 双工 音频 传输 装置 实现 方法 | ||
本发明涉及一种基于LIFI技术的半双工音频传输装置及方法,包括发射部分电路、接收部分电路、电源部分电路和核心控制电路;电源降压电路为发射电路和接收电路提供电源;核心控制电路用于增益可调的运算放大电路I、音频编码电路I、运算放大电路II和音频调理电路II预置工作参数;发射部分电路用于将不适合直接在信道中传输的模拟音频信号处理为适合在信道传输的数字调制信号,并将此调制信号加载到发射电路进行发射;接收部分电路用于接收发射电路发射的调制信号,并将调制信号处理为适合直接接入播放设备的模拟音频信号,最后通过音频输出接口电路对外输出模拟音频信号。本发明具有成本较低、复杂性较低、可靠性较高及稳定性较好的特点。
技术领域
本发明属于光通信技术领域,具体涉及一种基于LIFI技术的半双工音频传输装置及实现方法。
背景技术
电磁频谱是人类宝贵且有限的资源,据不完全统计,仅在1995年~2011年间,美、英、德、法等国为发展第三代、第四代移动通信网络,所拍卖的频谱总价值高达1300亿美元。随着21世纪初电子通信产业的迅猛发展,导致全球电磁频谱资源告急。
根据ITU(国际电信联盟)规划,可供人类利用的电磁频谱范围为10KHz~400GHz,但受到目前信息技术水平的限制,实际可供人类开发和使用的频谱资源只占资源总量的68%。其中3GHz以下为较适合用于通信的频带范围,目前该范围内频谱资源的应用已经趋于饱和,发展空间受限,我国有超过七成以上的军、民用通信设备工作频段都集中在这个范围内,开发3GHz以上频带通信技术又受到短期无法突破的芯片工艺、信道特性研究等方面的制约,推进可见光通信技术的开发会大大缓解电磁频谱紧张的燃眉之急,而LED照明设备的普及,为可见光通信技术的实施奠定了基础。
据悉,目前全球主要照明应用市场结构不断变化,全球LED通用照明设备渗透率率仅在2017年就达到了45%,在渗透率不断迅速拉高的作用下,LED通用照明市场规模在2014~2019年间复合增速22%,在2019年全球LED市场的总销售额高达648亿美元,而传统照明迅速下跌至398亿美元。目前,全球已有中国、美国、加拿大、日本、韩国、欧盟、英国和澳大利亚等多个国家先后出台并实施了传统白炽灯照明设备的淘汰计划。而我国的LED在照明市场的占有率从2011年的1%逐步提到高2020年的78%。
LED具备功耗低、亮度高、响应时间端和调制性能好的特点,随着半导体制造工艺的不断发展,白光LED的调制频率已高达50MHz。并且,由新材料砷化镓制成的LED器件,其调制频率理论上可达到2GHz,非常适合被用于加载数字信号。
以LED为关键器件的LIFI技术,相较于传统电磁通信技术,具备如下特点:
1.低成本:传统通信技术依赖电磁信号发射设备和天馈系统,且甚高频以上的频带通常依赖通信基站设备,据悉,仅2020年我国境内的移动通信基站总数就高达了931万个,且预计每年将以100万的数量持续增多,而每座基站的初装成本就高达仅百万人民币,后续仍需投入大量维护成本;而LIFI技术可以基于任何场景内现有的任何形式的LED照明设备改造,场景内的每个LED照明设备均可作为LIFI技术的天线或基站,不必额外采购基站以及电磁信号发射设备,仅需在原有照明设备的基础上安装简单的调制解调装置即可实现场景内的可见光通信。
2.低能耗:据2020年有关机构分析,在移动通信基站内,通信设备的耗能占比仅为32%,而高达56%的耗能用于通信设备的散热。根据保守估计,我国移动通信运营商每年需支付165~512亿元电费,预计2026年,移动通信基站的总能耗将达到我国社会总用电量的2.1%;LIFI技术基于现有的LED照明设备,无需其它任何大功率用电器配合,即可实现通信需求。
3.高速:目前,国际主流的LIFI技术研究团队已经初步设计出了数据传输速度可达每秒数十兆至百兆的传输速度,随着技术的不断发展和成熟,未来极有可能超越光纤的传输速度。
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