白光通信系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种白光通信系统，包括：AD转换模块、编码模块、LED发射模块、LED接收模块、解码模块，以及DA转换模块；其中，AD转换模块的输入端与信号源连接，AD转换模块的输出端与编解码模块的输入端连接，编码模块的输出端与LED发射模块的输入端相连接，LED接收模块的输出端与解码模块相连接，解码模块的输出端与DA转换模块相连接。通过大气空间传递信息，实现了基于单个白光LED的信号传输和接收，避免了环境变化对信号传输带来的干扰。

【技术实现步骤摘要】
白光通信系统
本技术属于通信领域，涉及通信信号传输系统，尤其涉及一种白光通信系统。
技术介绍
随着信息技术的发展与进步，人们对通信技术的应运越来越高，我国现在所用的通信设备主要是通过电来传递信息，可是随着不可再生资源的逐渐衰竭，我们不得不寻找新的能源，来降低不可再生资源的使用，所以我们面临着非常严重的挑战，那么我们就应该重新再找新的能源，因此可见光通信在满足室内的照明的同时，我们就利用它来考虑无线通信技术，这样我们就可以让资源多重化使用。可见光无线通信技术是随着白光LED照明技术的发展建立起来的无线光通信技术。随着LED产业的兴起和迅速的发展，半导体照明将取代传统的照明。无线光通信技术它是一种带宽无线接入技术，是光通信技术与无线通信技术的相结合，它是以光信息为载体，通过大气空间传递信息。当前国际上有几种不同的无线通信技术:室内红外线通信技术，自由空间光通信技术和可见白光LED的光通信技术。由于前两种对传播距离，对天气的影响和对技术的要求都很严格，所以可见光无线通信技术以成为人们研究的对象。
技术实现思路
针对上述缺陷或不足，本技术的目的在于提供一种白光通信系统。为达到以上目的，本技术的技术方案为:包括:AD转换模块、编码模块、LED发射模块、LED接收模块、解码模块，以及DA转换模块；其中，AD转换模块的输入端与信号源连接，AD转换模块的输出端与编解码模块的输入端连接，编码模块的输出端与LED发射模块的输入端相连接，LED接收模块的输出端与解码模块相连接，解码模块的输出端与DA转换模块相连接。LED驱动电路以及LED灯。所述编码模块为进行信号调制的FPGA编码器。所述LED接收模块包括接收过载波信号的PIN光接收装置，PIN光接收装置的输出端与解码模块相连接。所述PIN光接收装置的输出端上连接有LED接收电路，LED接收电路与解码模块相连接，其中，LED接收电路包括与PIN光接收装置输出端相连接的电流-电压转换器，电流-电压转换器的输出端与电压放大器的输出端相连接，电压放大器的输出端与解码模块相连接。所述解码模为FPGA解码器。与现有技术比较，本技术的有益效果为:本技术提供了一种白光通信系统，利用白光LED可用做通信光源，并通过接收可见光载波信号进行接收，通过大气空间传递信息，实现了基于单个白光LED的信号传输和接收，避免了环境变化对信号传输带来的干扰；另外，由于白光LED能够提供稳定的照明，并且非常常见，因此，白光LED通信传输能够有效的节约能源，并为用户体验带来便利，进一步的为宽带数据接入的信号光源做出铺垫。【附图说明】图1是本技术整体框图；图2是本技术AD/DA模块结构示意图；图3是本技术发射端电路图；图4是本技术接收端电路图；图5是本技术语音放大电路图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做详细描述。如图1所示，本技术提供了一种白光通信系统包括:AD转换模块、编码模块、LED发射模块、LED接收模块、解码模块，以及DA转换模块；其中，AD转换模块的输入端与信号源连接，AD转换模块的输出端与编解码模块的输入端连接，编码模块的输出端与LED发射模块的输入端相连接，LED接收模块的输出端与解码模块相连接，解码模块的输出端与DA转换模块相连接。其中，所述LED发射模块包括:LED驱动电路以及LED灯。所述编码模块为进行信号调制的FPGA编码器。所述LED接收模块包括接收过载波信号的PIN光接收装置，PIN光接收装置的输出端与解码模块相连接。所述PIN光接收装置的输出端上连接有LED接收电路，LED接收电路与解码模块相连接，其中，LED接收电路包括与PIN光接收装置输出端相连接的电流-电压转换器，电流-电压转换器的输出端与电压放大器的输出端相连接，电压放大器的输出端与解码模块相连接，所述解码模为FPGA解码器。具体的实施过程为:采用专用的AD采样模块进行信号采集，在FPGA中进行编码，经过电路调制由LED发送，由PIN接受后，处理后进入FPGA进行解码，最后再由专用DA输出波形。比较器方案论证与选择:4B5B编码是一种冗余编码体系，用5比特的编码来编码4比特的输入数据。该编码方法已经广泛用于IOOMbps以太网和FDDI环形网。这种编码的特点是将欲发送的数据流每4bit作为一个组，然后按照4B/5B编码规则将其转换成相位5bit码。5bit码总共有32种组合，但只采用其中的对应4bit码的16种，其他的16种或者未用，或者用作控制码，以表示帧的开始和结束，光纤线路的状态(静止、空闲、暂停)等。发射模块论证与选择:采用DD311是单通道输出的LED恒流驱动器，内建电流镜与电流开关组件，是专为驱动大功率LED而设计的芯片。DD311可驱动高达I安培的沈入电流(sink current),并可透过调整参考输入电流(IREF)来任意设定输出电流的大小。输出电流值约为100倍的IREF，IREF可由调整外挂电阻或偏压(bias)电压来设定。微调或使能偏压电压可校正LED间的亮度不一或实现多颗LED间整体亮度同时调整。芯片的输出端可承受高达36V的电压，支持多颗大功率LED的串接应用。内建输出使能端(Enable)，可轻易地实现大功率LED的高灰阶应用。数据缓存处理:双口的RAM是常见的共享式多端口存储器，双口 RAM最大的特点就是存储数据共享。一个存储器配备两套独立的地址、数据和控制线，可允许两个独立的CPU或控制器同时异步的访问储存单元。内部仲裁逻辑控制提供一下功能:对同一地址单元访问的时序控制；存储单元数据块的访问权限分配；信息交换逻辑(例如中断信号)等。本技术中，AD/DA模块采用黑金动力社区设计的FPGA专用的模块，采用AD9708以及AD9280芯片，具体结构如图2所示。LED发射模块的发射电路图如图3所示，另外，接收端电路，如图4所示:此部分为白光LED的接收电路，由两个运放组成，前一个为电流-电压转换器，后一个为电压放大器。在高增益的情况下，给电流-电压转换器增加电压增益会增大带宽。由于有了这部分的增益，转换器相应的阻抗就会减少，而此时相应的总跨阻抗不会减少。这样随着阻抗的减少，寄生电容旁路造成的带宽限制会相应的增加。然而电流-电压转换器与电压增益之间的结合降低了噪音性能，产生了一个带宽和噪音之间平衡的问题。明智的设计可以令带宽的增加程度大于噪音的降低程度，经分析之后有两种方案可以解决次问题，一个是简单的在电流-电压转换器后面增加一个电压放大器，另一个就是给电流-电压转换器自身增加电压增益，在这里我们采用的是第一个方案，因为它可以提高更多的带宽。位于电流-电压转换器后面的放大器是提供电压增益，并产生一个总的输入到输出的互阻RT。此时Rt=Avc^R1，其中Avq=1+R2/R3，Avo是A2提供给增益Av的低频值。对给定的RtjR2则通过与Ato相等的因子减少。当Rt的值很大时，这个阻抗的降低会减小电阻对寄生旁路的敏感度，同时也会使 带宽以Ato因子提高。然而由于增加的放大器的带宽有限，造成了带宽可以提高的上限，但在此作品当中，带宽足够，所以就不再考虑增加带宽的更优化的电路。Rt= (1+?/?)*?需要说明的是，本技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白光通信系统，其特征在于，包括：AD转换模块、编码模块、LED发射模块、LED接收模块、解码模块，以及DA转换模块；其中，AD转换模块的输入端与信号源连接，AD转换模块的输出端与编解码模块的输入端连接，编码模块的输出端与LED发射模块的输入端相连接，LED接收模块的输出端与解码模块相连接，解码模块的输出端与DA转换模块相连接。

【技术特征摘要】
1.一种白光通信系统，其特征在于，包括:AD转换模块、编码模块、LED发射模块、LED接收模块、解码模块，以及DA转换模块；其中，AD转换模块的输入端与信号源连接，AD转换模块的输出端与编解码模块的输入端连接，编码模块的输出端与LED发射模块的输入端相连接，LED接收模块的输出端与解码模块相连接，解码模块的输出端与DA转换模块相连接。2.根据权利要求1所述的白光通信系统，其特征在于，所述LED发射模块包括:LED驱动电路以及LED灯。3.根据权利要求1或2所述的白光通信系统，其特征在于，所述编码模块为进行信号调制的FPGA编...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙艳，郭华，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61