一种基于可见光通信的移动支付系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于可见光通信的移动支付系统，包括通过可见光通信连接电子设备和支付终端设备，以及与支付终端设备连接的交易中心系统，所述支付终端设备上设有光信号检测区域，所述支付终端设备上还设有用于采集背景光噪声的背景光噪声检测区域；所述背景光噪声检测区域检测到背景光噪声，所述支付终端设备从光信号检测区域所检测到的可见光信号中剔除背景光噪声得到目标可见光信号，并从目标可见光信号中还原出由电子设备发送的支付信息后，将把支付信息传送给交易中心系统。与现有技术相比，本发明专利技术具有信号传输稳定等优点。

A mobile payment system based on visible light communication

The invention relates to a mobile payment system based on visible light communication, including through visible light communication equipment and electronic payment terminal equipment and payment transaction center system connection of terminal equipment, the payment terminal device provided with the light signal detection area, the payment terminal device is also provided for background light noise detection area collection of background light noise; the background light noise detection of background light noise, visible light signal of the payment terminal equipment from the light signal detection region detected by eliminating background noise to target a visible light signal, and visible light from the target signal sent by electronic equipment to restore the payment information after will pay transfer of information to the trading system. Compared with the prior art, the invention has the advantages of stable signal transmission, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种基于可见光通信的移动支付系统
本专利技术涉及一种移动支付技术，尤其是涉及一种基于可见光通信的移动支付系统。
技术介绍
移动支付又叫做移动货币、手机转账或者手机钱包，一般是指在金融监管下通过移动设备来完成各种交易活动。消费者不是使用现金、支票和信用卡，而是使用手机来支付各种商品和服务。世界各地都在采用各式各样的移动支付方式。《Totalmobilepaymentstogrownearlytenfoldby2013》预测全球移动支付市场总额预计在2013将超过$600B，达到2011年2月的两倍。金融机构、信用卡公司、互联网公司(诸如谷歌)、众多的移动通信公司(诸如移动网络运营商和以爱立信为典型代表的主流电信网络设备或终端制造商)都已经实现了移动支付方案。作为一种重要的新型支付手段，移动支付有许多种实现方式，包括基于短信息交互进行额外的无线支付操作、手机直接无线付费、基于手机登陆网页完成无线支付、非接触移动支付等。目前非接触移动支付一般是基于近距离无线通信(NearFieldCommunication,简称NFC)技术或者无线射频识别(radiofrequencyidentification,简称RFID)技术。然而，无论是用于NFC技术的中心频率为13.56MHz的射频通信信道、还是用于RFID技术的中心频率为2.4GHz的射频通信信道，都属于漫反射衰落信道，因此在这些信道中传播的信息被截获窃取的风险是不可忽略的，从而威胁到移动支付的安全性。近年来，因为在可靠性、成本和性能方面的优势，LED(发光二极管)和LD(激光二极管)这些固态照明光源在开始逐渐地替代传统的照明光源。这些电子器件可以用作可见光通信(VisibleLightCommunications,简称VLC)的发射器，从而来利用发光装置实现对待传输信息的调制(详见D.C.O’Brien,L.Zeng,H.L.Minh,G.Faulkner,J.W.Walewski,andS.Randel,“Visiblelightcommunications:challengesandpossibilities,”inProc.IEEEPIMRC2008,Cannes,France,Sept.2008.)。具体地，在用于照明的同时，这些光源电子器件(诸如LED)将电信号转变成光信号，然后通过可见光信道完成对信息比特的传输。目前，对于VLC的研究已经取得了很大的进展；就标准化的进展而言，使用可见光通信设备在住宅区实现近距离通信的国际标准IEEE802.15.7(详见E.T.Wonandet.al.,“Visiblelightcommunication:tutorial,”IEEE802.15-<08/0114-02>,March2008)已经发布了很多年了。可见光的波长范围是从400nm(750THz)到700nm(428THz)。通过使用寿命较长的LED，许多经过适当调整后的标准光源都可以用作可见光通信的发射端，例如室内外的照明光源、显示器、照明广告牌、电视机、电脑屏幕、数码照相机以及手机上的摄像头等。VLC的接收端设备可以基于使用针状光电二极管、雪崩光电二极管、或者图像传感器等。当前，在几米到几十米的传输距离下，基于LED照明设备的可见光通信技术可实现的数据传输速率可以达到从几百兆到1G比特每秒。VLC具有很多优点，比如但不局限于下面列举的：在具有很宽的带宽的可见光频谱上进行数据通信是不需要付频谱使用费的；可见光通信不会象传统的射频传输那样产生电磁污染；当可见光通信作为对现有无线通信系统的一种有效的补充被应用时，它不会对当前基于射频的通信设备产生任何的干扰；只要看不见光线就不会泄露数据，是一种更安全的通信手段。基于这些优势，VLC对于提高未来室内低移动性无线通信吞吐量将至关重要。当然，针对基于可见光通信的移动支付系统，现在已经开始有了相关的研究与设计，例如中国专利CN103116846A提出一种基于可见光通信进行支付的用户设备、支付终端、系统和方法，该用户设备包括支付信息存储单元和可见光发射单元，支付信息存储单元用于存储与用户身份或帐户有关的支付信息。可见光发射单元包括用于将信息进行编码和调制的编码与调制模块、光源、和用于根据调制后的信息驱动光源发光的光源驱动模块。该用户设备还包括控制单元，用于激活所述可见光发射单元来将所述支付信息发送给支付终端。在可见光通信中，光信号仅仅局限在光照区域内，并且一旦传播路径被阻挡，通信就会被中断，因此很难截获窃取到基于VLC来传播的信号。换句话说，由于传输的强方向性(即由于是视距通信)，VLC比射频无线电通信技术(比如NFC和RFID)具有更高的数据安全性。使用基于VLC的移动支付时，当支付数据从电子设备传输到支付终端设备时，用户可以看到数据的去向，而不用担心被窃取。不失一般性地，一个基于VLC的移动支付系统可以如图1所示。图1中，支付终端设备2上的白色圆圈表示“光信号检测区域21”。这里需要注意的是，在实际的产品中，“光信号检测区域21”可能并不是圆形，这里我们仅以圆形为例。支付终端设备2在接收和还原出由电子设备1发送的支付信息后，将把信息通过有线通信连接101进一步地传送给交易中心系统3。然而，由于自然界中无可避免地会存在背景光噪声103，因此光信号检测区域21所接收到的并不仅仅是单纯的可见光信息102，对于支付终端设备2来说，能够在背景光噪声的负面影响下可靠地还原出支付信息将是关键所在，特别是当环境中存在各种各样的会产生背景光噪声的源头时(诸如自然光源和人工照明光源)。周围环境中的背景光噪声可能会非常强烈，以至于支付终端设备的接收信噪比(signal-to-noiseratio,简称SNR)很低(见ChaturiSingh,JosephJohn,Y.N.Singh,K.K.Tripathi,“Areviewonindooropticalwirelesssystems”,IETETechnicalReview,vol.12,no.2,pp.171-186,2004)。一般来说，在支付终端设备2处，“光信号检测区域21”表面的光信号带通滤波器能够收集可见光辐射，并在有效的接收带宽内输出光电流；接着，输出的光电流将被集中起来传送给光电探测器；最后，光电探测器将完成光电转换从而产成电信号。尽管光信号带通滤波器已经过滤掉了有效接收带宽外的背景光噪声103；但是，在有效接收带宽内，仍然会存在的有背景光噪声103。基于现有的技术，对于一个基于VLC的移动支付系统，为了提高接收信噪比从而更可靠地在接收端还原出信息，本领域技术人员很可能会考虑采用提高发射功率的方法。那么如何确定发射功率的提高程度呢，一种可能的方法是让发射器增加一个环境光检测模块(见中国专利CN103116846A)，另外一种可能的方法就是让接收端发送控制信号回去给发射端来控制发射功率的提高。另外，为了提高接收端对基于VLC来传播的信息进行还原的可靠性，在发射端，在利用可见光作为媒介来发射信号之前，可以使用已应用于传统无线通信系统中的成熟的纠错编码技术(比如卷积码)来先对数字信号进行纠错编码。然后，在接收端，在接收到的光信号通过光电转换模块和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于可见光通信的移动支付系统，包括通过可见光通信连接电子设备(1)和支付终端设备(2)，以及与支付终端设备(2)连接的交易中心系统(3)，所述支付终端设备(2)上设有光信号检测区域(21)，其特征在于，所述支付终端设备(2)上还设有用于采集背景光噪声的背景光噪声检测区域(22)；所述光信号检测区域(21)会检测到期待接收的目标可见光信号加上背景光噪声，所述背景光噪声检测区域(22)仅仅会检测到背景光噪声，所述支付终端设备(2)从光信号检测区域(21)所检测到的可见光信号中剔除背景光噪声得到目标可见光信号，并从目标可见光信号中还原出由电子设备(1)发送的支付信息后，将把支付信息传送给交易中心系统(3)。

【技术特征摘要】
1.一种基于可见光通信的移动支付系统，包括通过可见光通信连接电子设备(1)和支付终端设备(2)，以及与支付终端设备(2)连接的交易中心系统(3)，所述支付终端设备(2)上设有光信号检测区域(21)，其特征在于，所述支付终端设备(2)上还设有用于采集背景光噪声的背景光噪声检测区域(22)；所述光信号检测区域(21)会检测到期待接收的目标可见光信号加上背景光噪声，所述背景光噪声检测区域(22)仅仅会检测到背景光噪声，所述支付终端设备(2)从光信号检测区域(21)所检测到的可见光信号中剔除背景光噪声得到目标可见光信号，并从目标可见光信号中还原出由电子设备(1)发送的支付信息后，将把支付信息传送给交易中心系统(3)。2.根据权利要求1所述的一种基于可见光通信的移动支付系统，其特征在于，所述背景光噪声检测区域(22)呈环状，所述光信号检测区域(21)呈块状，且所述块状光信号检测区域(21)位于所述环状背景光噪声检测区域(22)的内环之内。3.根据权利要求2所述的一种基于可见光通信的移动支付系统，其特征在于，所述光信号检测区域(21)呈圆形。4.根据权利要求1所述的一种基于可见光通信的移动支付系统，其特征在于，所述背景光噪声检测区域(22)和光信号检测区域(21)均呈块状。5.根据权利要求1-4中任一所述的一种基于可见光通信的移动支付系统，其特征在于，所述光信号检测区域(21)和背景光噪声检测区域(22)均包括：光信号带通滤波器，用于收集可见光辐射并通过滤波在有效接收带宽内输出光电流；光电探测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵生捷，韩丰夏，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31