一种普适性强的低延时可见光通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种普适性强的低延时可见光通信系统，包括发送端与接收端，其特征在于：所述发送端包括PHY芯片、以太网接口、OFDM调制解调、DAC模块、发光二极管和LED，接收端包括跨阻放大器Tia。本发明专利技术所述的一种普适性强的低延时可见光通信系统，该普适性强的低延时可见光通信系统，发射端FIFO只需要满足大于64字节情况下，就可以读取缓冲以太网数据进行调制发送，可明显减少时间延时，普适性强，可完美适配以太网接口当前通信速率，无论是1M，10M，均可简单适配，从而明显降低速率余量，减少功耗，当以太网接口输入的流动速率在变化时，通过示波器采集DAC输出能清晰看到信号帧时长时短，可有效追溯权利保护点。有效追溯权利保护点。有效追溯权利保护点。

【技术实现步骤摘要】
一种普适性强的低延时可见光通信系统


[0001]本专利技术涉及可见光通信领域，特别涉及一种普适性强的低延时可见光通信系统。

技术介绍

[0002]可见光通信系统是指利用可见光波段的电磁波作为信息载体，利用发光二极管等发出高速明暗闪烁信号的一种直接传输信息的一种无线通信方式，可见光通信具有绿色环保、低功耗、高保密性等特点，有望与WiFi、无线蜂窝网络(4G、5G)等通信技术相互配合与交融，并在物联网、智能家庭、地铁、高铁、室内导航和井下作业等领域获得广泛应用。
[0003]以太网(Ethernet)是一种计算机局域网组网技术，可见光通信系统为了将特定意义的数据通过物理介质传送给接收器，需要利用以太网协议标识好每一组电信号的信息特征，然后按照分组的顺序依次发送，以太网数据帧结构通常有两种，一种是Ethernet II结构，其帧结构由6个字节的目的MAC地址，6个字节的源MAC地址，2个字节的类型域(用于标示封装在这个Frame、里面的数据的类型)组成；另一种是IEEE 802.3结构，其帧结构包含由7个字节的同步字段、1个字节的起始标记、6个字节的目标MAC地址、6个字节的源MAC地址以及2个字节的帧长度/类型，两种数据帧长度都是不固定的，在不包含前导码的情况下，其长度通常在64～1518字节之间。
[0004]OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术是目前在无线通信中较为常用的一种多载波调制方式，通过采用频分复用实现高速串行数据的并行传输以提高传输速率，此外，OFDM还具有较好的抗多径衰弱的能力，目前基于以太网的利用OFDM信号来传输信息时，OFDM信号的调制解调过程的帧长都设定为固定的帧长，因此，有效NET速率也即固定用于信息传输，若采用固定帧结构OFDM调制解调系统来实现以太网数据帧传输，其数字段通常由以太网接口、通信芯片(TX与RX)、以太网数据帧组帧(分帧)、FIFO(First Input First Output)芯片、OFDM调制与解调等模块组成，当帧结构固定时，在数据源到OFDM调制前需要一个大的FIFO来对数据进行缓冲，进而将以太网数据拼接并加入标志位，然后逐帧按照OFDM所需数据源数量进行分割切片，再进行逐帧的OFDM调制，然而，当需要发送的以太网数据拼接不是一帧OFDM调制所需要的数据源的倍数时，且具有较大子载波间隔的情况下，需要填充许多无用的数据进行一帧OFDM信号的调制，例如，当Mod(当前所需传递的以太网data量，OFDM调制一帧所需的data量)大于OFDM调制一帧所需的数据量的十分之一，将造成几乎一帧OFDM的浪费，这将导致整个系统一方面需要为OFDM调制解调的速率留有足够大的速率余量，另一方面在数据缓冲和分帧切割时会造成较大时延，从而造成资源的浪费和系统整体性能的下降。
[0005]因此，提出一种普适性强的低延时可见光通信系统来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种普适性强的低延时可见光通信系统，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0008]一种普适性强的低延时可见光通信系统，包括发送端与接收端，所述发送端包括PHY芯片、以太网接口、OFDM调制解调、DAC模块、发光二极管和LED，所述接收端包括跨阻放大器Tia，所述以太网接口与PHY芯片电连接，所述PHY芯片与OFDM调制解调电连接，所述OFDM调制解调与DAC和ADC电连接，所述DAC和ADC与电放大器和跨阻放大器Tia电连接，所述跨阻放大器Tia和电放大器与BIAS
‑
TEE和发光二极管与LED电连接。
[0009]优选的，所述以太网接口的输出端与PHY芯片的输入端电性连接，所述PHY芯片的输出端与OFDM调制解调的输入端电性连接，所述OFDM调制解调的输出端与DAC和ADC的输入端电性连接，所述DAC和ADC的输出端与电放大器和跨阻放大器Tia的输入端电性连接，所述电放大器和跨阻放大器Tia电连接的输出端与BIAS
‑
TEE和发光二极管与LED的输入端电性连接。
[0010]优选的，所述输出端需传输的数据经过以太网接口被传送至PHY芯片，经过调制模块，在有效数据首尾分别加上起始训练OFDM符号和末端训练OFDM符号，其中有效数据OFDM符号数量可变，仅用于承载一帧以太网数据。
[0011]优选的，所述可根据以太网数据byte到byte调整一帧OFDM信号的OFDM符号数量，以数据帧形式输出。
[0012]优选的，所述输出的数据经过DAC模块，将数字信号转变为模拟信号，并进行信号调理与放大，再经由发光二极管与LED进行输出。
[0013]优选的，所述接收端经过无线信道传输的光信号，由光电二极管接收并转换为电信号，经过跨阻放大器TIA进行信号的放大，并由ADC进行模数转换。
[0014]优选的，所述转换后的数字信号按照收发首位及尾端训练OFDM符号，对数据帧进行同步位调整，随后去除信号循环前缀，对信号进行快速傅里叶变换，经过信道估计与补偿后，解映射输出一帧完整以太网数据帧。
[0015]优选的，所述与常规OFDM调制解调方式不同的是，其有效数据OFDM符号数量可变，用于承载一帧以太网数据帧。首尾均存在训练序列，中间有效数据仅用于承载一帧以太网数据，可根据以太网数据byte到byte调整一帧OFDM信号的OFDM符号数量。
[0016]优选的，所述以太网接口的输出端与设置单元的输入端电性连接，所述设置单元的输出端与电流值设置模块和电信号设置模块的输入端电性连接，所述设置单元运行路线的输出端与监测单元的输入端电性连接，所述监测单元的输出端与标准值对比模块的输入端电性连接，所述标准值对比模块的输出端与纠偏模块的输入端电性连接，所述纠偏模块的输出端与警告单元的输入端电性连接，所述纠偏模块的输出端与接入模块的输入端电性连接，所述接入模块的输出端与运行单元的输入端电性连接，所述运行单元的输入端与监测单元的输出端电性连接。
[0017]优选的，所述基于首端OFDM训练符号同步模块与基于尾端OFDM训练符号同步模块的输出端与自适应OFDM调解模块的输入端电性连接，所述自适应OFDM调解模块的输出端与测试单元的输入端电性连接，所述测试单元的输出端与信道预估模块的输入端电性连接，所述信道预估模块的输出端与同步模块的输入端电性连接，所述测试单元的输出端与数据输入模块的输入端电性连接，所述数据输入模块的输出端与存储单元的输入端电性连接。
[0018]有益效果
[0019]与现有技术相比，本专利技术提供了一种普适性强的低延时可见光通信系统，具备以下有益效果：
[0020]1、该普适性强的低延时可见光通信系统，发射端FIFO只需要满足大于64字节情况下，就可以读取缓冲以太网数据进行调制发送，可明显减少时间延时。
[0021]2、该普适性强的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种普适性强的低延时可见光通信系统，包括发送端与接收端，其特征在于：所述发送端包括PHY芯片、以太网接口、OFDM调制解调、DAC模块、发光二极管和LED，所述接收端包括跨阻放大器Tia，所述以太网接口与PHY芯片电连接，所述PHY芯片与OFDM调制解调电连接，所述OFDM调制解调与DAC和ADC电连接，所述DAC和ADC与电放大器和跨阻放大器Tia电连接，所述跨阻放大器Tia和电放大器与BIAS
‑
TEE和发光二极管与LED电连接。2.根据权利要求1所述的一种普适性强的低延时可见光通信系统，其特征在于：所述以太网接口的输出端与PHY芯片的输入端电性连接，所述PHY芯片的输出端与OFDM调制解调的输入端电性连接，所述OFDM调制解调的输出端与DAC和ADC的输入端电性连接，所述DAC和ADC的输出端与电放大器和跨阻放大器Tia的输入端电性连接，所述电放大器和跨阻放大器Tia电连接的输出端与BIAS
‑
TEE和发光二极管与LED的输入端电性连接。3.根据权利要求2所述的一种普适性强的低延时可见光通信系统，其特征在于：所述输出端需传输的数据经过以太网接口被传送至PHY芯片，经过调制模块，在有效数据首尾分别加上起始训练OFDM符号和末端训练OFDM符号，其中有效数据OFDM符号数量可变，仅用于承载一帧以太网数据。4.根据权利要求3所述的一种普适性强的低延时可见光通信系统，其特征在于：所述可根据以太网数据64byte到1518byte调整一帧OFDM信号的OFDM符号数量，以数据帧形式输出。5.根据权利要求3所述的一种普适性强的低延时可见光通信系统，其特征在于：所述输出的数据经过DAC模块，将数字信号转变为模拟信号，并进行信号调理与放大，再经由发光二极管与LED进行输出。6.根据权利要求1所述的一种普适性强的低延时可见光通信系统，其特征在于：所述接收端经过无线信道传输的光信号，由光电二极管接收并转换为...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱斌斌，
申请(专利权)人：苏州华创半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：