一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置，包括依次电连接的光电探测器和解复用器，所述解复用器分别电连接了时钟生成器和解码器，所述时钟生成器和解码器电连接，所述光电探测器用于将来自发射端的光载波信号转换为复用的副载波信号，所述解复用器用于将复用的副载波信号分离为多个副载波信号，所述时钟生成器用于将副载波信号恢复为本地时钟信号，所述解码器用于对副载波信号进行解码并输出数据。本发明专利技术解决了时钟标志与数据结合在一起，在幅度噪声影响下，会无法提供足够的电压跳变用于恢复时钟，或恢复的时钟会出现相位抖动的问题，使时钟与数据仍保持和发射端一样的同步稳定性，本发明专利技术的装置结构简单，通信可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置
本专利技术涉及可见光通信领域，具体涉及一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置。
技术介绍
LED具有良好的可调制性，可利用LED高速明暗闪烁来传递信息，使LED光源具备通信能力。作为通信系统，接收端必须与发射端时钟保持一致才能准确恢复数据，而由于可见光通信系统只有一个物理信道，无法将时钟单独发送，因此需采用在接收端恢复时钟的方法。在接收端恢复时钟的常见方法是在发送端传送一个明显的时钟标志到接收端，该时间标志包含在数据分组中，在编码过程中产生用于恢复时钟的电压跳变，接收端利用此标志产生参考信号来驱动锁相环，通过锁相环恢复出发送时钟。但该时钟标志与数据结合在一起，在幅度噪声影响下，会无法提供足够的电压跳变用于恢复时钟，或恢复的时钟会出现相位抖动。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置，采用的技术方案如下：一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置，包括相互电连接的光电探测器和解复用器，所述解复用器分别电连接了时钟生成器和解码器，所述时钟生成器和解码器电连接，所述光电探测器用于将来自发射端的光载波信号转换为复用的副载波信号，所述解复用器用于将复用的副载波信号分离为多个副载波信号，所述时钟生成器用于将副载波信号恢复为本地时钟信号，所述解码器用于对副载波信号进行解码并输出数据。在可见光通信副载波复用系统中，发射端将数据与时钟同步加载到多路副载波上并通过LED光源发射，接收端通过本专利技术的装置解复用副载波、矫正和恢复时钟。通过本专利技术的装置，解决了时钟标志与数据结合在一起，在幅度噪声影响下，会无法提供足够的电压跳变用于恢复时钟，或恢复的时钟会出现相位抖动的问题，使时钟与数据仍保持和发射端一样的同步稳定性，且本专利技术的装置结构简单，通信可靠性较高。作为优选，本专利技术还包括滤光装置，所述滤光装置用于滤除来自发射端的光载波信号中的杂散光，提高光信号信噪比。作为优选，所述滤光装置为滤光片，所述滤光片的通带范围为380nm~780nm。作为优选，所述光电探测器通过带通滤波器与解复用器电连接。光电探测器将光载波信号转换为复用的副载波信号后，复用的副载波信号先经过带通滤波器再输入给解复用器，带通滤波器可以衰减直流和噪声信号，进一步提高信噪比。作为优选，所述带通滤波器为二阶或高阶带通滤波器。作为优选，所述解复用器包括一个以上的乘法器。作为优选，所述乘法器电连接了窄带带通滤波器。副载波信号F0~Fn及参考信号f0~fn经过乘法器输出和频和差频信号，再通过窄带带通滤波器输出差频信号S0~Sn，其中频率S0=F0-f0，频率S1=F1-f1，频率Sn=Fn-fn，通过合理设定副载波频率及参考信号频率，使得所有差频信号同频，窄带带通滤波器统一设定中心频率即可将多路副载波分离。本专利技术预先设定S0为非调制载波信号，将其输入给时钟生成器，矫正相位后输出本地时钟作为解码器的时钟，f0~fn作为参考信号，其来源可以是本地基准时钟，也可以外接基准时钟。解码器对多个副载波信号S1~Sn进行解码并输出最终数据DATA。本专利技术中，乘法器将副载波信号降频后，通过带通滤波器，以获取更窄的通带和更高的信噪比。作为优选，所述窄带带通滤波器只能通过一个频率的副载波信号。作为优选，所述时钟生成器包括相互电连接的移相器和锁相环，所述移相器用于对解复用器输出的信号进行相位矫正，矫正后的信号将会控制锁相环输出本地时钟，本地时钟作为解码器的时钟，对多个副载波信号S1~Sn进行解码并输出最终数据DATA。作为优选，所述光电探测器为光伏型或光电导型光电探测器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：通过本专利技术的装置，解决了时钟标志与数据结合在一起，在幅度噪声影响下，会无法提供足够的电压跳变用于恢复时钟，或恢复的时钟会出现相位抖动，使时钟与数据仍保持和发射端一样的同步稳定性，且本专利技术的装置结构简单，通信可靠性较高。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术副载波信号解码时序图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例：如图1所示，一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置，包括相互电连接的光电探测器3和解复用器5，所述解复用器5分别电连接了时钟生成器8和解码器10，所述时钟生成器8和解码器10电连接，所述光电探测器3用于将来自发射端的光载波信号转换为复用的副载波信号，所述解复用器5用于将复用的副载波信号分离为多个副载波信号，所述时钟生成器8用于将副载波信号恢复为本地时钟信号，所述解码器10用于对副载波信号进行解码并输出数据。本实施例还包括滤光装置2，所述滤光装置2用于滤除来自发射端的光载波信号1中的杂散光，提高光信号信噪比。所述滤光装置2为滤光片，所述滤光片的通带范围为380nm~780nm。所述光电探测器3通过带通滤波器4与解复用器5电连接。光电探测器3将光载波信号转换为复用的副载波信号后，复用的副载波信号先经过带通滤波器4再输入给解复用器5，带通滤波器4可以衰减直流和噪声信号，进一步提高信噪比。所述带通滤波器4为二阶或高阶带通滤波器。所述解复用器5包括一个以上的乘法器6。所述乘法器6电连接了窄带带通滤波器7。副载波信号F0~Fn及参考信号f0~fn经过乘法器输出和频和差频信号，再通过窄带带通滤波器输出差频信号S0~Sn，其中频率S0=F0-f0，频率S1=F1-f1，频率Sn=Fn-fn，通过合理设定副载波频率及参考信号频率，使得所有差频信号同频，窄带带通滤波器统一设定中心频率即可将多路副载波分离。本实施例中预先设定S0为非调制载波信号，将其输入给时钟生成器，矫正相位后输出本地时钟作为解码器的时钟，f0~fn作为参考信号，其来源可以是本地基准时钟，也可以外接基准时钟。解码器对多个副载波信号S1~Sn进行解码并输出最终数据DATA。本专利技术中，乘法器将副载波信号降频后，通过带通滤波器，以获取更窄的通带和更高的信噪比。所述窄带带通滤波器7只能通过一个频率的副载波信号。所述时钟生成器8包括相互电连接的移相器11和锁相环12，所述移相器11用于对解复用器5输出的信号进行相位矫正，矫正后的信号将会控制锁相环12输出本地时钟信号9，本地时钟9作为解码器10的时钟，对多个副载波信道S1~Sn进行解码并输出最终数据。所述光电探测器3为光伏型光电探测器。多路副载波解码时序图如图2所示，在CLOCK上升沿读取S1~Sn电平，移相器使信号时序满足足够的保持时间holdtime，其中副载波信号低电平定义为0，高电平定义为1。图2中可以看出，S1、S2、Sn解码数据分别为0b10101101、0b01001010、0b11001101，可将其并行或串行输出，系统总传输带宽为S1~Sn的和。在可见光通信副载波复用系统中，发射端将数据与时钟同步加载到多路副载波上并通过LED光源发射，接收端通过本专利技术的装置解复用副载波、矫正和恢复时钟。通过本实施例的装置，解决了时钟标志与数据结合在一起，在幅度噪声影响下，会无法提供足够的电压跳变用于恢复时钟，或恢复的时钟会出现相位抖动，使时钟与数据仍保持和发射端一样的同步稳定性，且本实施例的装置结构简单，通信可靠性较高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置，其特征在于，包括相互电连接的光电探测器和解复用器，所述解复用器分别电连接了时钟生成器和解码器，所述时钟生成器和解码器电连接，所述光电探测器用于将来自发射端的光载波信号转换为复用的副载波信号，所述解复用器用于将复用的副载波信号分离为多个副载波信号，所述时钟生成器用于将副载波信号恢复为本地时钟信号，所述解码器用于对副载波信号进行解码并输出数据。

【技术特征摘要】
1.一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置，其特征在于，包括相互电连接的光电探测器和解复用器，所述解复用器分别电连接了时钟生成器和解码器，所述时钟生成器和解码器电连接，所述光电探测器用于将来自发射端的光载波信号转换为复用的副载波信号，所述解复用器用于将复用的副载波信号分离为多个副载波信号，所述时钟生成器用于将副载波信号恢复为本地时钟信号，所述解码器用于对副载波信号进行解码并输出数据。2.根据权利要求1所述的一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置，其特征在于，还包括滤光装置，所述滤光装置用于滤除杂散光，提高来自发射端的光载波信号信噪比。3.根据权利要求2所述的一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置，其特征在于，所述滤光装置为滤光片，所述滤光片的通带范围在380nm~780nm之内。4.根据权利要求1所述的一种可见光通信副载波复用时钟同步接收装置，其特征在于，所述光电探测器通过带通滤波器与解复用器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓萌，方少亮，罗亮，卢智星，
申请(专利权)人：广东省科技基础条件平台中心，
类型：发明
国别省市：广东;44