一种利用液晶显示器进行可见光通信的方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请公开了一种利用液晶显示器进行可见光通信的方法、装置及系统，所述方法应用于发射端，所述方法包括：对待发送的数字信号进行编码及调制，得到处理后的数字信号；通过多个信号源发送多个所述处理后的数字信号；其中，所述多个信号源由直下式背光液晶显示器中的各个背光分区构成；每个所述背光分区内的各LED用于发送相同内容的数字信号，各个背光分区用于发送独立内容的数字信号。由于各个背光分区发送独立内容的数字信号，可以起到空间分集与空间复用的作用，在降低信道误码率的同时增加了信道容量，从而能够实现较高速率、较低误码率的可见光通信。误码率的可见光通信。误码率的可见光通信。

【技术实现步骤摘要】
一种利用液晶显示器进行可见光通信的方法、装置及系统


[0001]本申请涉及通信
，更具体地说，是涉及一种利用液晶显示器进行可见光通信的方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，其频率范围包括380～750THz，拥有足够多的频谱资源及带宽，利用可见光波段的光作为信息载体，通过传输光信号来实现可见光通信(visible light communication，VLC)，有着广阔的应用前景。
[0003]液晶显示器(LCD)是目前使用最广泛的可见光显示设备，若将其用作VLC的发射机，随处可见的LCD可显著降低VLC系统的成本，扩展VLC的应用范围。
[0004]基于LCD的VLC主要有以下两种技术方案。第一种方案采用LCD的可视图像作为信号源，通过图像中经过编码的空间图案传输信号。该方案能只进行光通信，无法用作图像显示，存在功能上的欠缺。
[0005]第二种方案采用LCD实现通显一体化，在不影响显示的视觉效果的前提下，背光以人眼无法察觉的频率进行高速闪烁，完成信号发射。该方案具有通显一体化的优势，且目前主流的背光中的LED光源具有较高的调制带宽，提供了高速闪烁的可行性。
[0006]然而，背光被作为一个单一的发射机，只是对单通道信号进行调制，很难做到高速、低误码率的通信。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本申请提供了一种利用液晶显示器进行可见光通信的方法、装置及系统，以实现较高速率、较低误码率的可见光通信。
[0008]为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种利用液晶显示器进行可见光通信的方法，所述方法应用于发射端，所述方法包括：
[0009]对待发送的数字信号进行编码及调制，得到处理后的数字信号；
[0010]通过多个信号源发送多个所述处理后的数字信号；
[0011]其中，所述多个信号源由直下式背光液晶显示器中的各个背光分区构成；每个所述背光分区内的各LED用于发送相同内容的数字信号，各个背光分区用于发送独立内容的数字信号。
[0012]优选地，所述对待发送的数据信号进行编码的过程，包括：
[0013]采用曼彻斯特编码方式对待发送的数据信号进行编码。
[0014]优选地，所述对待发送的数据信号进行调制的过程，包括：
[0015]采用脉冲宽度调制PWM及OOK调制的方式对待发送的数据信号进行调制。
[0016]本申请第二方面提供了一种利用液晶显示器进行可见光通信的装置，所述装置应用于发射端，所述装置包括：
[0017]调制单元，用于对待发送的数字信号进行编码及调制，得到处理后的数字信号；
[0018]发送单元，用于通过所述多个信号源发送多个所述处理后的数字信号；
[0019]其中，所述多个信号源由直下式背光液晶显示器中的各个背光分区构成；每个所述背光分区内的各LED用于发送相同内容的数字信号，各个背光分区用于发送独立内容的数字信号。
[0020]本申请第三方面提供了一种利用液晶显示器进行可见光通信的方法，所述方法应用于接收端，用于对上述的应用于发射端的利用液晶显示器进行可见光通信的方法中，通过多个信号源发送多个所述处理后的数字信号进行处理，所述方法包括：
[0021]接收所述多个信号源所输入的多个数字信号；
[0022]对所述多个数字信号进行光电转换，得到多个输出信号；
[0023]对所述多个输出信号进行解调制，得到通信内容。
[0024]优选地，接收所述多个信号源所输入的多个数字信号的过程，包括：
[0025]利用CMOS传感器像素阵列逐行地、依次接收多个信号源所输入的多个数字信号。
[0026]优选地，接收所述多个信号源所输入的多个数字信号的过程，包括：
[0027]利用光电二极管阵列中的各二极管独立接收多个信号源所输入的多个数字信号。
[0028]本申请第四方面提供了一种利用液晶显示器进行可见光通信的装置，应用于接收端，用于对上述的应用于发射端的利用液晶显示器进行可见光通信的方法中，通过多个信号源发送多个所述处理后的数字信号进行处理，所述装置包括：
[0029]接收单元，用于接收所述多个信号源所输入的多个数字信号；
[0030]转换单元，用于对所述多个数字信号进行光电转换，得到多个输出信号；
[0031]解调制单元，用于对所述多个输出信号进行解调制，得到通信内容。
[0032]本申请第五方面提供了一种利用液晶显示器进行可见光通信的系统，包括发射端和接收端；
[0033]所述发射端采用上述的应用于发射端的利用液晶显示器进行可见光通信的方法进行信号发送；
[0034]所述接收端采用上述的应用于接收端的利用液晶显示器进行可见光通信的方法进行信号接收。
[0035]优选地，上述利用液晶显示器进行可见光通信的系统中，在所述直下式背光液晶显示器的每个背光分区的边缘，设置一反光隔板。
[0036]经由上述的技术方案可知，由于直下式背光液晶显示器的背光板内有多个可独立调控的光源，本申请采用直下式背光液晶显示器进行信号发射。一方面，通过控制每个背光分区内的各LED发送相同内容的数字信号，使得每个背光分区构成单一信号源。另一方面，通过控制各个背光分区发送独立内容的数字信号，使得各个背光分区构成多个信号源。对于所述多个信号源，由于各个背光分区发送独立内容的数字信号，可以起到空间分集与空间复用的作用，在降低信道误码率的同时增加了信道容量。当构建完所述多个信号源后，对待发送的数字信号进行编码及调制，得到处理后的数字信号，然后通过所述多个信号源发送多个所述处理后的数字信号。相对于采用整块背光板发送同一信号，本申请的技术方案能够实现较高速率、较低误码率的可见光通信。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0038]图1为本申请实施例公开的应用于发射端的利用液晶显示器进行可见光通信的方法的示意图；
[0039]图2示例了本申请实施例公开的曼彻斯特编码的示意图；
[0040]图3示例了本申请实施例公开的PWM调制的示意图；
[0041]图4为本申请实施例公开的应用于发射端的利用液晶显示器进行可见光通信的装置的示意图；
[0042]图5为本申请实施例公开的利用液晶显示器进行可见光通信的设备的示意图；
[0043]图6为本申请实施例公开的应用于接收端的利用液晶显示器进行可见光通信的方法的示意图；
[0044]图7示例了本申请公开的传统LCD与卷帘相机可见光通信的示意图；
[0045]图8示例了本申请公开的卷帘快门效应的示意图；
[0046本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用液晶显示器进行可见光通信的方法，其特征在于，所述方法应用于发射端，所述方法包括：对待发送的数字信号进行编码及调制，得到处理后的数字信号；通过多个信号源发送多个所述处理后的数字信号；其中，所述多个信号源由直下式背光液晶显示器中的各个背光分区构成；每个所述背光分区内的各LED用于发送相同内容的数字信号，各个背光分区用于发送独立内容的数字信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待发送的数据信号进行编码的过程，包括：采用曼彻斯特编码方式对待发送的数据信号进行编码。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待发送的数据信号进行调制的过程，包括：采用脉冲宽度调制PWM及OOK调制的方式对待发送的数据信号进行调制。4.一种利用液晶显示器进行可见光通信的装置，其特征在于，所述装置应用于发射端，所述装置包括：调制单元，用于对待发送的数字信号进行编码及调制，得到处理后的数字信号；发送单元，用于通过所述多个信号源发送多个所述处理后的数字信号；其中，所述多个信号源由直下式背光液晶显示器中的各个背光分区构成；每个所述背光分区内的各LED用于发送相同内容的数字信号，各个背光分区用于发送独立内容的数字信号。5.一种利用液晶显示器进行可见光通信的方法，其特征在于，所述方法应用于接收端，用于对权利要求1～3任一项所述的利用液晶显示器进行可见光通信的方法通过多个信号源发送多个所述处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦宗，邹国伟，刘佳慧，刘星云，李娟黎，刘昱彤，邱钰清，赵芷青，杨柏儒，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：