一种可见光通信设备发射调制性能测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可见光通信设备发射调制性能测量装置及方法，该装置包括：设备定位夹具、照度多级衰减模块、单轴移动模块、调制性能分析模块、控制与数据传输模块及机箱。所述方法包括：调节使光信号接收器件处于正常工作状态，控制待测VLC光源发出信号光，扫频得到幅频特性图，计算出调制带宽，并在指定频带内分析带内平坦度。该方法实现了可见光通信设备调制带宽和带内平坦度的测量，可以适用于各种可见光通信设备的调制性能评定，适用性好。

【技术实现步骤摘要】
一种可见光通信设备发射调制性能测量装置及方法
本专利技术属于可见光通信检测
，尤其涉及一种可见光通信设备发射调制性能测量装置及方法。
技术介绍
可见光通信设备所用光源的调制带宽和带内平坦度是可见光通信领域的两项重要指标，这些指标的优劣对于可见光信号传输质量、传输速度有着重要作用。可见光通信设备所用光源调制性能的测试，主要包含测试装置和测试方法两方面。测试装置如专利CN107104733A等，对可见光光源不同灯芯实现多数据支路的调制、处理与接收，实现了单可见光光源多路数据收发。测试方法如专利CN107124380A、CN102638319A等，通过A/D采样，然后在数字域对信号进行变频滤波、变换，采用通道增益补偿和相位补偿处理以及测量滤波器滤波后得到测量数据测量。上述具体专利对比文件和相关文献为：1)、“一种基于可见光通信的数据发送方法、装置及系统”，专利号CN107104733A。该专利提供一种多数据支路发送装置，包括串并转换单元，用于对获得的待发送数据进行串并转换处理；调制单元，用于对并行的支路数据分别进行调制处理，得到调制信号；发射单元，用于将所述调制信号分别输入到对应的灯芯上；信号接收单元，用于接收可见光光源发出的光信号。除去部分模块类似，本专利技术测试装置还包含照度多级衰减模块和单轴移动模块，可确保测试时光信号接收器件处照度值处于正常工作范围；控制与数据传输模块，可实现电动控制测试过程、人机交互和数据显示记录及存储。2)、“一种导航卫星二进制偏移载波信号的调制性能测试方法”，专利号CN102638319A。该专利技术提出了一种信号调制性能的测试方法，该方法对调制信号进行A/D采样，变频滤波、希尔伯特变换、正交解调、通道增益补偿和相位补偿处理等步骤后得到测量数据。通过对测量数据进行符号检测、参考信号生成处理和参考滤波器滤波得到参考数据。对参考数据和测量数据进行计算，即可得到反映基带调制性能的参数和信号图，包括：矢量幅度误差EVM、矢量相位误差EVP、误差矢量的频谱图、误差矢量时域波形等。本专利技术调制性能参数与上述不同，为调制带宽和带内平坦度，由于调制带宽的大小决定了可见光通信设备信号传输的速度，而又由于整个测试系统信号衰减的不确定性，无法使用幅度误差来体现调制性能，故选用带内平坦度来表征信号不同频率幅值偏差的大小。3)、“一种提高可见光通信中LED信道带宽的方法及系统”，专利号CN107124380A。该专利技术提供一种提高可见光通信中LED信道带宽的方法，所述方法包括：获取LED的频率响应特性，根据获取的所述LED的频率响应特性，得到所述LED的频率响应特性对应的频率响应曲线；根据得到的所述LED的频率响应特性对应的频率响应曲线，得到频率响应特性与所述LED相反的FIR滤波器；对读取的待发送信号进行预均衡处理，使得所述待发送信号中的低频分量衰减，高频分量增强。对于带宽，本专利技术着重描述如何通过算法让上位机自动测试出调制带宽，替代传统的人工测试，提高测试效率。4)、广东科技学院的贾中宁发表在2016年第6卷《通讯世界》上的《可见光通信中的LED频率特性测试方法研究》，该文章提出可见光通信系统中LED频率特性测试方案，利用示波器显示光电探测器接收到经处理后信号的波形，测出幅值并逐点描绘出LED的幅频特性，以3dB带宽作为LED频率特性的评价指标。本专利技术对于测试得到的幅频特性图，提出基于衰减容忍极限A0的调制带宽测量方法，实现装置根据算法及测试对于衰减容忍极限的不同要求，自动、快速、准确地测量出调制带宽值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种可见光通信设备发射调制性能测量装置及方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案来实现：一种可见光通信设备发射调制性能测量装置，包括：设备定位夹具、照度多级衰减模块、单轴移动模块、调制性能分析模块、控制与数据传输模块及机箱；所述设备定位夹具，用于固定待测VLC光源与光信号接收器件；照度多级衰减模块，用于控制光线照度衰减百分比；单轴移动模块，用于移动安装于该模块工作台上的光信号接收器件与待测VLC光源间的距离；调制性能分析模块，用于控制、测量和分析测量数据；控制与数据传输模块，用于人机交互和数据传输；机箱，用于遮挡外部干扰光线。一种可见光通信设备发射调制性能测量方法，包括：A、根据输入的待测VLC设备正常工作照度Ew，通过照度多级衰减器和单轴移动模块调节光信号接收器件处的位置；B、加载待测VLC光源上的调制信号频率，并从较小频率ftl开始以分段等差递增方式直至达到测量上限频率ftu，然后对接收到的经过处理后的信号进行扫频得到幅频特性图，从而得到下截止频率fl和上截止频率fu，根据下截止频率fl和上截止频率fu计算调制带宽BWm、中心频率fo和调制频带Fm；C、以中心频率为fo，带宽为输入值BWf的频带Ff内，对频带Ff内的点插值处理，得到Ff内各相邻点频率间隔相同的2Ni+1个点，各点幅值为Ai[1]，Ai[2]，……，Ai[Ni]，Ai[Ni+1]，Ai[Ni+2]，……，Ai[2Ni+1]，中心频率点幅值为Ai[Ni+1]；D、根据各点幅值与中心频点幅值得出测量信号带内平坦度，根据带内平坦度，计算得出带内平坦度峰峰值。与现有技术相比，本专利技术的一个或多个实施例可以具有如下优点：本专利技术测试装置包含照度多级衰减模块和单轴移动模块，可确保测试时光信号接收器件处照度值处于正常工作范围；控制与数据传输模块，可实现电动控制测试过程、人机交互和数据显示记录及存储。调制性能参数为调制带宽和带内平坦度，由于调制带宽的大小决定了可见光通信设备信号传输的速度，而又由于整个测试系统信号衰减的不确定性，无法使用幅度误差来体现调制性能，故选用带内平坦度来表征信号不同频率幅值偏差的大小。对于带宽，本专利技术着重描述如何通过算法让上位机自动测试出调制带宽，替代传统的人工测试，提高测试效率。对于测试得到的幅频特性图，提出基于衰减容忍极限A0的调制带宽测量方法，实现装置根据算法及测试对于衰减容忍极限的不同要求，自动、快速、准确地测量出调制带宽值。附图说明图1是可见光通信设备发射调制性能测量装置的模块结构图；图2是可见光通信设备发射调制性能测量方法流程图；图3是可见光通信设备发射调制带宽与带内平坦度测量方法的测试流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述。如图1所示，为可见光通信设备发射调制性能测量装置的模块结构，包括：设备定位夹具、照度多级衰减模块、单轴移动模块、调制性能分析模块、控制与数据传输模块及机箱；所述设备定位夹具，用于固定待测VLC光源与光信号接收器件；照度多级衰减模块，用于控制光线照度衰减百分比；单轴移动模块，用于移动安装于该模块工作台上的光信号接收器件与待测VLC光源间的距离；调制性能分析模块，用于控制、测量和分析测量数据；控制与数据传输模块，用于人机交互和数据传输；机箱，用于遮挡外部干扰光线。所述装置光线传播路径为，安装于光源底座上的待测VLC光源发出的光线垂直照射到多级衰减器上，通过其上的孔和挡光板上的孔，照射到光信号接收器件上，完成光信号的发射、衰减、过滤和接收。如图2所示，本实施例还提供了一种可见光通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光通信设备发射调制性能测量装置，其特征在于，所述装置包括：设备定位夹具、照度多级衰减模块、单轴移动模块、调制性能分析模块、控制与数据传输模块及机箱；所述设备定位夹具，用于固定待测VLC光源与光信号接收器件；照度多级衰减模块，用于控制光线照度衰减百分比；单轴移动模块，用于移动安装于该模块工作台上的光信号接收器件与待测VLC光源间的距离；调制性能分析模块，用于控制、测量和分析测量数据；控制与数据传输模块，用于人机交互和数据传输；机箱，用于遮挡外部干扰光线。

【技术特征摘要】
1.一种可见光通信设备发射调制性能测量装置，其特征在于，所述装置包括：设备定位夹具、照度多级衰减模块、单轴移动模块、调制性能分析模块、控制与数据传输模块及机箱；所述设备定位夹具，用于固定待测VLC光源与光信号接收器件；照度多级衰减模块，用于控制光线照度衰减百分比；单轴移动模块，用于移动安装于该模块工作台上的光信号接收器件与待测VLC光源间的距离；调制性能分析模块，用于控制、测量和分析测量数据；控制与数据传输模块，用于人机交互和数据传输；机箱，用于遮挡外部干扰光线。2.如权利要求1所述的可见光通信设备发射调制性能测量装置，其特征在于，所述待测VLC光源安装于光源底座上，且待测VLC光源发出的光线垂直照射到照度多级衰减器上，并通过照度多级衰减器上设置的孔与挡光板上设置的孔将光源光线照射到光信号接收器上，以完成光信号的发射、衰减、过滤和接收。3.一种可见光通信设备发射调制性能测量方法，其特征在于，所述方法包括：A、根据输入的待测VLC设备正常工作照度Ew，通过照度多级衰减器和单轴移动模块调节光信号接收器件处的位置；B、加载待测VLC光源上的调制信号频率，并从较小频率ftl开始以分段等差递增方式直至达到测量上限频率ftu，然后对接收到的经过处理后的信号进行扫频得到幅频特性图，从而得到下截止频率fl和上截止频率fu，根据下截止频率fl和上截止频率fu计算调制带宽BWm、中心频率fo和调制频带Fm；C、以中心频率为fo，带宽为输入值BWf的频带Ff内，对频带Ff内的点插值处理，得到Ff内各相邻点频率间隔相同的2Ni+1个点，各点幅值为Ai[1]，Ai[2]，……，Ai[Ni]，Ai[Ni+1]，Ai[Ni+2]，……，Ai[2Ni+1]，中心频率点幅值为Ai[Ni+1]；D、根据各点幅值与中心频点幅值得出测量信号带内平坦度，根据带内平坦度，计算得出带内平坦度峰峰值。4.如权利要求3所述的可见光通信设备发射调制性能测量方法，其特征在于，所述步骤A中，将工作平台移动至距离光源最远端，同时转动照度多级衰减模块使透过率最大的孔转到最高处，完成工作平台和照度多级衰减模块的初始化，转动照度多级衰减模块使最高处衰减片按透过率由大到小变化，直至光信号接收器件收到的光线，检测出照度值小于Ew时，控制工作平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭雪梅，王佳胜，刘桂雄，吴嘉健，陈长缨，张沛强，曾昕，龙阳，
申请(专利权)人：广州市仪器仪表学会，广东省标准化研究院，华南理工大学，暨南大学，广州市光机电技术研究院，广州广电计量检测股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44