可见光多选4+1路混合光mimo通信收发装置的制造方法_2

文档序号:9846422阅读:来源:国知局
于驱动由选频器选择的剩余n-1个光发 射天线中的第2路、第3路、第4路、第5路通信线路上的4个光发射天线的LED。
[0038] Rl列、R2列、R3列、R4列、R5列的5列分别为接收端的分频器选择的5路通信线路上 的5个光接收天线接收到发射端发出的光信号并经过判决器处理后的输出,Rl列为第1路通 信线路的判决器输出,R2列为第2路通信线路的判决器输出,R3列为第3路通信线路的判决 器输出,R4列为第4路通信线路的判决器输出,R5列为第5路通信线路的判决器输出。
[0039] 其中,Rl列为第1路、第2路、第3路、第4路、第5路的5路通信线路的发射端发出的光 信号的叠加后的判决器输出。R2列为第1路和第2路的2路通信线路的发射端发出的光信号 的叠加后的判决器输出。R3列为第1路和第3路的2路通信线路的发射端发出的光信号的叠 加后的判决器输出。R4列为第1路和第4路的2路通信线路的发射端发出的光信号的叠加后 的判决器输出。R5列为第1路和第5路的2路通信线路的发射端发出的光信号的叠加后的判 决器输出。
[0040] 编码器的处理方式为:将一个由发射控制器输入的4位二进制数,对应到表1中Bin 列中一个4位二进制,并编码成如表1中对应的SI列、S2列、S3列、S4列、S5列的5列一组5个的 4位二进制数,再输出这5个4位二进制数。
[0041] 解码器的处理方式为:将判决器输出的数字信号还原成如表1中的Rl列、R2列、R3 列、R4列、R5列的5列一组5个的4位数,并将这5个的4位数解码成如表1对应的Bin列的对应 行的一个4位二进制数,并输出。
[0042] 发射端和接收端通信时首先需要进行收发同步,收发同步的方法为:
[0043] 在发射端,由发射控制器给编码器发出同步启动指令,并由编码器驱动第1路通信 线路的LED发送一段启动光信号,第2路、第3路、第4路、第5路不发送光信号。发射控制器并 向发射时钟发出时钟指令,以确定发射端发送光信号的速度。
[0044]启动光信号中,包括了时钟同步信号和采用的初始选频序列,用于确定光信号的 发送的速度和发射端将采用的初始的5个光发射天线。
[0045]在接收端,由于第1路通信线路的光信号通带包含了剩余的n-1个光接收天线的光 通带,所以η个光接收天线都可以接收到这一启动光信号。接收端由第1路通信线路、判决器 和解码器处理识别出启动光信号,由接收时钟为判决器提供接收时钟可以达到的最快的时 钟,用作采样判决的时钟;并将启动光信号输出到接收控制器,从而确定光信号的速度以及 接收端开始接收正式数据的光信号时应采用的初始选频序列。
[0046]发射端和接收端同步后,进行正式的数据收发,数据收发的原理及步骤如下:
[0047]发射端的工作原理及步骤:
[0048] ΤΧ1、发射控制器从外部设备获得数据,按4位二进制一组进行分组,再将分组的数 据输出到编码器,并给选频器发出选频指令,以及向发射时钟发送驱动时钟指令,确定发射 端发送光信号的速度。
[0049] ΤΧ2、编码器根据表1的编码规则,对照表1的Bin列,把从发射控制器输出的4位二 进制数进行编码成如表1中对应的Sl列、S2列、S3列、S4列、S5列的5列一组5个4位二进制,并 输出这5个4位二进制数。同时,选频器接收到选频指令后,根据选频序列,在η个光发射天线 中选通第1个光发射天线为第1路通信线路和剩余n-1个光发射天线中的任意4个光发射天 线作为通?目的第2路、第3路、第4路、第5路通彳目线路。
[0050] ΤΧ3、驱动器根据编码器输出的5个4位二进制数的' Γ和' 0 '信号,以及选频器选择 的5路通信线路,驱动选频器选择的5路通信线路上的光发射天线的用LED亮度不同的两种 状态分别表示T和"0"。其中,Sl列用于驱动第1路通信线路上的LED,S2列、S3列、S4列、S5 列则依次用于驱动第2路、第3路、第4路、第5路上的LED。
[00511 TX4、5路通信线路的LED发出的亮度变化的光信号,经过各自通信线路上的发射滤 镜过滤后,成为在某个通带内的光信号发送出去。
[0052]接收端的工作原理及步骤:
[0053] RXl、接收控制器接收到启动光信号后,给接收时钟提供判决时钟指令,给分频器 输出分频指令。确定光信号的速度以及接收端开始接收正式数据的光信号时应采用的初始 选频序列。
[0054] RX2、分频器根据分频指令确定选频序列,并根据选频序列,在η个光接收天线中选 择第1个光接收天线为第1路通信线路和剩余n-1个光接收天线中的任意两个光接收天线作 为通?目的第2路、第3路、第4路、第5路通彳目线路。
[0055] RX3、5路通信线路上的5个光接收天线的接收滤镜,分别对接收到的光信号进行过 滤,过滤后成为在某个通带内的光信号。
[0056] RX4、5路通信线路上的光电接收器,接收经过接收滤镜过滤后的光信号,并转换为 模拟电信号输出。
[0057] RX5、判决器将接收光电接收器输出的模拟电信号,并转换为数字信号输出。
[0058] RX6、解码器根据表1的编解码规则,对判决器输出的数字信号还原成如表1中的Rl 列、R2列、R3列、R4列、R5列的5列一组5个4位数,并将该5个4位数解码成如表1中的Bin列的 对应行的一个4位二进制数,并输出。
[0059] RX7、接收控制器将解码器的输出还原成原数据,并输出到外部设备。
[0060]本发明主要通过如下几个方面,保障信号的隐蔽性:1、5路通信线路从η个天线中 选择,每一对发射端的η个发射天线和接收端η个接收天线的光信号通带和顺序,都可以由 通信的双方共同约定;2、选频序列内容保密,且选频序列变换的频率、顺序保密,即:假使知 道了选频序列的内容,下一组将采用的是哪几个天线也不固定;3、由表1可以看出,第1路的 光信号通带,始终包括了第2路、第3路、第4路、第5路的光信号通带,第1路通信线路的光接 收天线接收到的光信号是第1路、第2路、第3路、第4路、第5路的5个光发射天线的光信号的 叠加。第2路通信线路的光接收天线接收到的光信号是第1路光发射天线的光信号与第2路 光发射天线的光信号的叠加,第3路通信线路的光接收天线接收到的光信号是第1路光发射 天线的光信号与第3路光发射天线的光信号的叠加,依次类推。由表1中可知,Rl列、R2列、R3 列、R4列、R5列中的数值重复率高,因此也加大了信号被破解的难度。
[0061] 本发明提出的可见光多选4+1路混合光MMO通信收发装置,采用可见光通信技术, 利用可见光光谱宽,不同光谱的单色光又可以叠加成另一种颜色的光,以及滤镜和光电二 极管这些光学接收器件的特性,让通信信号在多种颜色中传播,具有极强的隐蔽性,使得通 信的安全性得到一定程序的提高。
【附图说明】
[0062] 图1为本发明实施例的装置结构框图。
[0063] 图中标记:1-发射控制器;2-编码器;3-选频器;4-光发射天线组;5-驱动器;6-分 频器;7-光接收天线组;8-判决器;9-解码器;10-接收控制器;11-发射时钟;12-接收时钟。
【具体实施方式】 [0064] 实施例:
[0065] 一种可见光多选4+1路混合光MMO通信收发装置,该装置包括发射端和接收端,发 射端包括:发射控制器1、编码器2、发射时钟11、选频器3、驱动器5、光发射天线组4。光发射 天线组4有8个光发射天线,每一个光发射天线都有:发射滤镜、LED;接收端包括:接收控制 器10、解码器9、接收时钟12、分频器6、判决器8、光接收天线组7;光接收天线组7有8个光接 收天线,每一个光接收天线都有:接收滤镜、光电接收器。
[0066] 发射控制器1分别与编码器2、选频器3、发射时钟11电连接;光发射天线组4分别与 选频器3、驱动器5电连接;驱动器5与发射时钟11电连接。
[0067] 接收控制器10分别与解码器9、分频器6、接收时钟12电连接;光接收天线组7分别 与分频器6、判决器8电连接;判决器8与接收时钟12电连接。
[0068] 发射滤镜和接收滤镜都采用带通滤镜。带通滤镜只能通过某个波长范围内的光, 用于滤除掉这个波长范围以外的光。光发射天线和光接收天线的光信号通带,取决于所使 用的带通滤镜的通带范围,即取决于带通滤镜可通过的光波长范围。
[0069] 光发射天线组4中的8个光发射天线的光信号通带分别为:第1个光发射天线的光 信号通带为350~800nm,其余的第2个到第8个光发射天线的光信号通带分别为:380~ 440nm、450~470nm、480~500nm、510~550nm、560~590nm、600~650nm、660~750nm。
[0070] 光接收天线组7中的8个光接收天线的光信号通带不同,其中,第1个光接收天线的 光信号通带为350~800nm,其余的第2个到第8个光接收天线的光信号通带分别为:380~ 440nm、450~470nm、480~500nm、510~550nm、560~590nm、600~650nm、660~750nm。
[0071] 发射控制器1,用于从外部设备获取数据,并
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