一种面向6G的可见光通信系统和方法技术方案

本公开涉及一种面向6G的可见光通信系统和方法。该可见光通信系统包括光互连装置、多个可见光发射装置以及多个可见光接收装置，该光互连装置包括光路由器、多个分波器以及多个合波器；该光路由器分别与该分波器和该合波器相连接，多个该分波器与多个该可见光发射装置一一连接，多个该合波器与多个该可见光接收装置一一连接。这样，通过光互连装置高效控制并行光信号的路由与分发，并通过光互连装置、可见光发射装置和可见光接收装置，实现了可见光通信的波分复用，从而实现多对多的可见光通信，提高了可见光通信系统的数据传输效率，从而可以满足面向6G的复杂场景下的通信需求。而可以满足面向6G的复杂场景下的通信需求。而可以满足面向6G的复杂场景下的通信需求。

【技术实现步骤摘要】
一种面向6G的可见光通信系统和方法


[0001]本公开涉及通信领域，具体地，涉及一种面向6G的可见光通信系统和方法。

技术介绍

[0002]随着5G网络的商用部署，各国机构逐步开始了6G网络的研究，其目标速度将相比于5G网络提升1000倍，同时覆盖范围将扩展至偏远地区、水面、水中、水下、空中乃至卫星中，成为一个空天地一体化的网络。可见光通信技术（Visible Light Communication，VLC）是利用波长范围在390
‑
760nm的可见光波段作为信息载体进行通信的技术，其带宽约400THz满足频谱资源扩展要求，在卫星通信、水下通信、室内通信等多种场景具有巨大潜力，因此成为6G网络不可或缺的发展方向之一。
[0003]在相关技术中，可见光通信系统虽然存在较充分的频谱资源，但是数据传输效率较低，难以满足复杂场景下的通信需求。

技术实现思路

[0004]本公开的目的是提供一种面向6G的可见光通信系统和方法，以解决相关技术中存在的上述问题。
[0005]为了实现上述目的，本公开的第一方面提供了一种面向6G的可见光通信系统，所述系统包括光互连装置、多个可见光发射装置以及多个可见光接收装置，所述光互连装置包括光路由器、多个分波器以及多个合波器；所述光路由器分别与所述分波器和所述合波器相连接，多个所述分波器与多个所述可见光发射装置一一连接，多个所述合波器与多个所述可见光接收装置一一连接，其中：所述可见光发射装置，用于对多路目标数据进行编码，得到每路目标数据对应的目标光信号，将多路所述目标光信号进行耦合得到第一可见光信号，将所述第一可见光信号发送至与该可见光发射装置连接的分波器；其中，不同的目标光信号对应的波长不同；所述分波器，用于将接收到的所述第一可见光信号按照波长分为多路所述目标光信号，将多路所述目标光信号发送至光路由器；所述光路由器，用于从多个所述分波器接收所述目标光信号，并获取接收到的每路目标光信号的波长和目标接收装置标识，根据所述波长和目标接收装置标识，确定每路目标光信号对应的目标可见光接收装置，根据所述目标可见光接收装置确定目标合波器，将接收到的所述目标光信号发送至所述目标合波器；所述合波器，用于将从所述光路由器接收到的所述目标光信号进行耦合，得到第二可见光信号，将所述第二可见光信号发送至该合波器连接的可见光接收装置；所述可见光接收装置，用于接收所述合波器发送的所述第二可见光信号，并对所述第二可见光信号按照波长进行解码，获取所述第二可见光信号对应的目标数据。
[0006]可选地，所述光互连装置还包括光缓存器，所述光缓存器与所述光路由器相连接，其中：
所述光路由器，还用于从多路所述目标光信号中确定待发送的第一光信号，并确定多路所述目标光信号中是否存在第二光信号，所述第二光信号的波长和目标接收装置标识与所述第一光信号的波长和目标接收装置标识相同；在确定多路所述目标光信号中存在所述第二光信号的情况下，将所述第一光信号发送至所述目标合波器，并将所述第二光信号发送至所述光缓存器；所述光缓存器，用于接收并缓存所述光路由器发送的所述第二光信号，在达到预设缓存时间后，将所述第二光信号发送至光路由器。
[0007]可选地，所述可见光通信系统还包括多个光学接收天线和多个光学发射天线，所述光学接收天线和所述光学发射天线均包括多层光学镜片；每个所述可见光发射装置与一个光学发送天线相连接；每个所述可见光接收装置与一个光学接收天线相连接；所述光互连装置的每个分波器与一个光学接收天线相连接；所述光互连装置的每个合波器与一个光学发送天线相连接；其中：所述光学发射天线，用于通过所述多层光学镜片，向目标光学接收天线发送可见光信号；所述光学接收天线，用于通过所述多层光学镜片，接收所述光学发射天线发送的可见光信号。
[0008]可选地，所述多层光学镜片由二氧化硅材料组成，所述二氧化硅材料的多个第一填充位置设置有气孔，所述二氧化硅材料的多个第二填充位置填充有石墨烯，其中：所述多层光学镜片通过所述气孔和所述石墨烯，接收或发射可见光信号。
[0009]可选地，所述多层光学镜片的层数、所述多个第一填充位置和所述多个第二填充位置，通过以下方式获取：建立所述可见光通信系统的三维仿真环境，所述三维仿真环境包括所述可见光发射装置、所述可见光接收装置、所述分波器、所述合波器、所述光学接收天线和所述光学发射天线的三维坐标和三维形状；确定所述仿真环境的预设环境参数，所述预设环境参数包括信道介质、噪声干扰、二氧化硅材料折射率、二氧化硅材料厚度、石墨烯材料折射率和石墨烯材料厚度；根据所述仿真环境和所述预设环境参数，通过预设镜片参数确定模型，得到所述多层光学镜片的层数、所述多个第一填充位置和所述多个第二填充位置。
[0010]可选地，所述可见光通信系统还包括本地信源和本地信宿，所述光互连装置还包括光电转换器和电光转换器，所述光电转换器与所述本地信源和所述光路由器相连接，所述电光转换器与本地信宿和所述光路由器相连接，其中：所述光电转换器，用于接收所述本地信源发送的第一电信号，将所述第一电信号转换为第三可见光信号，将所述第三可见光信号发送至所述光路由器；所述电光转换器，用于接收所述光路由器发送的第四可见光信号，将所述第四可见光信号转换为第二电信号，并将所述第二电信号发送至所述本地信宿。
[0011]可选地，所述可见光发射装置包括信源编码电路、OFDM调制电路、发射器驱动电路和可见光光源，其中：所述信源编码电路，用于对多路目标数据进行编码，得到每路目标数据对应的编码信号；
所述OFDM调制电路，用于对每路所述编码信号进行OFDM调制，得到调制信号；所述发射器驱动电路，用于驱动所述可见光光源，生成与多路所述调制信号一一对应的多路所述目标光信号。
[0012]第二方面，本公开提供了一种面向6G的可见光通信方法，所述方法应用于可见光通信系统，所述可见光通信系统包括光互连装置、多个可见光发射装置以及多个可见光接收装置，所述光互连装置包括光路由器、多个分波器以及多个合波器；所述光路由器分别与所述分波器和所述合波器相连接，多个所述分波器与多个所述可见光发射装置一一连接，多个所述合波器与多个所述可见光接收装置一一连接，所述方法包括：所述可见光发射装置对多路目标数据进行编码，得到每路目标数据对应的目标光信号，将多路所述目标光信号进行耦合得到第一可见光信号，将所述第一可见光信号发送至与该可见光发射装置连接的分波器；其中，不同的目标光信号对应的波长不同；所述分波器将接收到的所述第一可见光信号按照波长分为多路所述目标光信号，将多路所述目标光信号发送至光路由器；所述光路由器从多个所述分波器接收所述目标光信号，并获取接收到的每路目标光信号的波长和目标接收装置标识，根据所述波长和目标接收装置标识，确定每路目标光信号对应的目标可见光接收装置，根据所述目标可见光接收装置确定目标合波器，将接收到的所述目标光信号发送至所述目标合波器；所述合波器将接收到的所述目标光信号进行耦合得到第二可见光信号，将所述第二可见光信号发送至该合波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向6G的可见光通信系统，其特征在于，所述系统包括光互连装置、多个可见光发射装置以及多个可见光接收装置，所述光互连装置包括光路由器、多个分波器以及多个合波器；所述光路由器分别与所述分波器和所述合波器相连接，多个所述分波器与多个所述可见光发射装置一一连接，多个所述合波器与多个所述可见光接收装置一一连接，其中：所述可见光发射装置，用于对多路目标数据进行编码，得到每路目标数据对应的目标光信号，将多路所述目标光信号进行耦合得到第一可见光信号，将所述第一可见光信号发送至与该可见光发射装置连接的分波器；其中，不同的目标光信号对应的波长不同；所述分波器，用于将接收到的所述第一可见光信号按照波长分为多路所述目标光信号，将多路所述目标光信号发送至光路由器；所述光路由器，用于从多个所述分波器接收所述目标光信号，并获取接收到的每路目标光信号的波长和目标接收装置标识，根据所述波长和所述目标接收装置标识，确定每路目标光信号对应的目标可见光接收装置，根据所述目标可见光接收装置确定目标合波器，将接收到的所述目标光信号发送至所述目标合波器；所述合波器，用于将从所述光路由器接收到的所述目标光信号进行耦合，得到第二可见光信号，将所述第二可见光信号发送至该合波器连接的可见光接收装置；所述可见光接收装置，用于接收所述合波器发送的所述第二可见光信号，并对所述第二可见光信号按照波长进行解码，获取所述第二可见光信号对应的目标数据。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光互连装置还包括光缓存器，所述光缓存器与所述光路由器相连接，其中：所述光路由器，还用于从多路所述目标光信号中确定待发送的第一光信号，并确定多路所述目标光信号中是否存在第二光信号，所述第二光信号的波长和目标接收装置标识与所述第一光信号的波长和目标接收装置标识相同；在确定多路所述目标光信号中存在所述第二光信号的情况下，将所述第一光信号发送至所述目标合波器，并将所述第二光信号发送至所述光缓存器；所述光缓存器，用于接收并缓存所述光路由器发送的所述第二光信号，在达到预设缓存时间后，将所述第二光信号发送至光路由器。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可见光通信系统还包括多个光学接收天线和多个光学发射天线，所述光学接收天线和所述光学发射天线均包括多层光学镜片；每个所述可见光发射装置与一个光学发送天线相连接；每个所述可见光接收装置与一个光学接收天线相连接；所述光互连装置的每个分波器与一个光学接收天线相连接；所述光互连装置的每个合波器与一个光学发送天线相连接；其中：所述光学发射天线，用于通过所述多层光学镜片，向目标光学接收天线发送可见光信号；所述光学接收天线，用于通过所述多层光学镜片，接收所述光学发射天线发送的可见光信号。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多层光学镜片由二氧化硅材料组成，所述二氧化硅材料的多个第一填充位置设置有气孔，所述二氧化硅材料的多个第二填充位置填充有石墨烯，其中：所述多层光学镜片通过所述气孔和所述石墨烯，接收或发射可见光信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述多层光学镜片的层数、所述多个第一填充位置和所述多个第二填充位置，通过以下方式获取：建立所述可见光通信系统的三维仿真环境，所述三维仿真环境包括所述可见光发射装置、所述可见光接收装置、所述分波器、所述合波器、所述光学接收天线和所述光学发射天线的三维坐标和三维形状；确定所述仿真环境的预设环境参数，所述预设环境参数包括信道介质、噪声干扰、二氧化硅材料折射率、二氧化硅材料厚度、石墨烯材料折射率和石墨烯材料厚度；根据所述仿真环境和所述预设环境参数，通过预设镜片参数确定模型，得到所述多层光学镜片的层数、所述多个第一填充位置和所述多个第二填充位置。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：狄文远，
申请(专利权)人：狄文远，
类型：发明
国别省市：