基于LED车灯的双速率可见光通信发信机制造技术

本发明专利技术提供了一种基于LED车灯的双速率可见光通信发信机，其发射端包括AD转换器一、AD转换器二，AD转换器一与数据缓存模块一连接，数据缓存模块一与编码器一连接；AD转换器二与数据缓存模块二连接，数据缓存模块二与编码器二连接；编码器一、二分别连接光源一模块、光源二模块；AD转换器一、二分别将数据流一、二的模拟信号转换成数字信号，再分别经过数据缓存模块一、二进行数据缓存，将缓存后的数字信号流一、二分别送入编码器一、二进行编码。本发明专利技术是将经调制器的两种不同调制方式调制后的信号合并，利用调制方式的结合实现两种传输速率信号的发射，从而使得在车联网车与车之间的通信中可以同时传输两路信号，提高了信道利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光通信
，具体涉及一种基于LED车灯的双速率可见光通信发信机。
技术介绍
可见光通信是一种以可见光为传输媒质的无线通信方式。可见光通信以其通信容量大、抗电磁干扰能力强、传输速率高、绿色环保和不占用现有频谱资源等优点受到广泛的关注，并且取得了快速发展。对于一个可见光通信系统来说，发射机的功能就是把终端输入的信息，经过基带处理，按照一定的调制方式调制到光载波上，并进行功率放大，最后经由光学器件进行发射。可见光通信系统中通常选择合适的调制方式以及解调技术保证高传输速率和低误码率，从而更好地降低大气环境对通信系统的干扰。现有的调制方式可分为调幅、调频和调相三大类，每类可以有不同的方式，常用的有AM/FM/MSK/FSK/DPSK/QAM等，各种调制方式都有着各自的优缺点。近年来，车联网技术作为智能交通系统的重要组成部分取得了快速发展，它能有效减少交通事故、缓解道路拥堵并提高驾驶体验。值得注意的是，车联网在实现人、车、环境之间互联互通的同时，大量的数据传输也对通信方式提出了更高要求。国内外相关机构的研究及实验表明，可见光通信可以作为车联网中对无线电通信的一种补充通信手段，其具有很大的发展前景。车辆通过LED车灯以可见光通信的方式进行数据发送，实现人、车、环境之间有效、可靠的通信且不占用宝贵的无线电频谱资源。车联网中，考虑到驾驶的安全性，在车联网中车与车之间的通信多是通过语音来控制信息的输入，从而来保证行车安全性，提高行车体验。在车载可见光通信中常用的调制方式有OOK调制、PAM调制、PPM调制等。车载可见光通信可以分为两种模式，第一种是以LED车灯作为光源，以光电探测器作为接收装置，用来接收高速率信号；第二种是以LED车灯作为光源，以图像传感器作为接收装置，用来接收低速信号。这样的两种通信模式使得在车与车之间不能同时传输高速信号和低速信号，若同时传输高速和低速信号，则需要两套独立的发射和接收装置，大大增加了通信的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种基于LED车灯的双速率可见光通信发信机，以解决现有车联网技术中高低速信号不能同时发送，信道利用率低的问题。本专利技术的技术方案是：基于LED车灯的双速率可见光通信发信机，包括发射端和接收端，所述发射端包括AD转换器一、AD转换器二，所述AD转换器一的输出端与数据缓存模块一的输入端连接，数据缓存模块一的输出端与编码器一的输入端连接；所述AD转换器二的输出端与数据缓存模块二的输入端连接，数据缓存模块二的输出端与编码器二的输入端连接；所述编码器一的输出端以及编码器二的输出端分别连接光源一模块以及光源二模块；所述AD转换器一将数据流一的模拟信号转换成数字信号，然后经过数据缓存模块一进行数据缓存，随后将缓存后的数字信号流一送入编码器一，编码器一将数字信号流一进行编码；所述AD转换器二将数据流二的模拟信号转换成数字信号，然后经过数据缓存模块二进行数据缓存，随后将缓存后的数字信号流二送入编码器二，编码器二将数字信号流二进行编码；所述编码器一将数字信号流一、编码器二将数字信号流二分别送入光源一模块进行信号调制、信号合并以及发射；所述编码器一将数字信号流一、编码器二将数字信号流二分别送入光源二模块进行信号调制、信号合并以及发射。上述光源一模块包括调制器一、调制器二，调制器一的输出端与合并器一的输入端连接，调制器二的输出端通过开关一与合并器一的输入端连接，所述合并器一的输出端通过阵列驱动模块一与LED光源一连接；所述调制器一的输入端与编码器一的输出端连接；所述调制器二的输入端与编码器二的输出端连接；所述调制器一将编码器一输出的编码后的数字信号流一按照调制方式一进行调制，转换成适合光电传输的已调信号；调制器二将编码器二输出的编码后的数字信号流二按照调制方式二进行调制，将数字信号流二转换成适合光电传输的已调信号；调制器一和调制器二的两路已调信号在开关一闭合的情况下经过合并器一进行信号的整合，然后通过阵列驱动模块一的驱动作用驱动LED光源一发光传递信息。上述光源二模块包括调制器三、调制器四，调制器三的输入端与反码器的输出端连接，调制器三的输出端与合并器二的输入端连接，调制器四的输出端通过开关二与合并器二的输入端连接，合并器二的输出端通过阵列驱动模块二与LED光源二连接；所述反码器的输入端与编码器一的输出端连接；所述调制器四的输入端与编码器二的输出端连接；所述编码器一输出的编码后的数字信号流一经过反码器，按照相反的规则将数字信号流一进行反码操作，使之与进入调制器一的数字信号互为反码，然后将此信号送入调制器三，调制器三选择调制方式一对此信号的进行调制，转换成适合光电传输的已调信号；调制器四将编码器二输出的编码后的数字信号流二按照调制方式二进行调制，将数字信号流二转换成适合光电传输的已调信号；调制器三和调制器四的两路已调信号在开关二闭合的条件下经过合并器二进行信号的整合，然后通过阵列驱动模块二的驱动作用驱动LED光源二发光传递信息。上述数据流一是指的数据源要发送的第一路模拟信号，此信号的传输速率编号为传输速率一。上述数据流二是指的数据源要发送的第二路模拟信号，此信号的传输速率编号为传输速率二。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的基于LED车灯的双速率可见光通信发信机解决了车联网技术中传统发射机只能同时发射单一速率信号，不能同时发送高低速信号，从而降低了信道利用率的问题，本专利技术的核心部分在于经调制器的两种不同调制方式调制后的信号进行合并，利用调制方式的结合实现两种具有不同传输速率信号的发射，从而使得在车联网车与车之间的通信中可以同时传输两路信号(高速信号和低速信号)，提高了信道利用率。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术的发射端系统框图；图2是应用于本专利技术发射端的一种现有技术接收端框图；图3是本专利技术的对数字信号对应的一种曼彻斯特编码；图4是本专利技术的PPM(脉冲位置)调制方式调制的第二路信号图；图5是本专利技术的OOK(开关键控)调制方式调制的第一路信号图；图6是本专利技术的OOK调制方式复合PPM调制方式传输两路信号方式图；图7是本专利技术的两路信号两种方式复合调制图；图8是本专利技术的操作流程图；具体实施方式实施例1：在车联网中可以用车灯来传递信号，这些信号可以是高速信号例如视频等，也可以是低速信号例如文字、语音等信号，本专利技术的基于LED车灯的双速率可见光通信发信机其发射端在车联网中的主要创新点在于通过选择两种调制方式(例如在可见光通信中常用的OOK/PAM/PPM调制等)组合可以同时发射速率不同的两路信号，在实施方案中两种调制方式以调制方式一和调制方式二来区别，调制方式一或者调制方式二可以是以上提到的可见光通信中的常用到的任意调制方式中的一种。所以首先发射端发射的是数据源(例如需要传递语音、文本、视频等信息的信源用户)发送的需要传输的高/低速率信号；这两种不同速率的数据在光发射机中按照下面的方式进行处理，加载到两个LED光源上进行合并后信号的发送。参见图1，本专利技术提供的基于LED车灯的双速率可见光通信发信机，包括发射端和接收端，所述发射端包括AD转换器一、AD转换器二，所述AD转换器一的输出端与数据缓存模块一的输入端连本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于LED车灯的双速率可见光通信发信机，包括发射端，其特征在于：所述发射端包括AD转换器一、AD转换器二，所述AD转换器一的输出端与数据缓存模块一的输入端连接，数据缓存模块一的输出端与编码器一的输入端连接；所述AD转换器二的输出端与数据缓存模块二的输入端连接，数据缓存模块二的输出端与编码器二的输入端连接；所述编码器一的输出端以及编码器二的输出端分别连接光源一模块以及光源二模块；所述AD转换器一将数据流一的模拟信号转换成数字信号，然后经过数据缓存模块一进行数据缓存，随后将缓存后的数字信号流一送入编码器一，编码器一将数字信号流一进行编码；所述AD转换器二将数据流二的模拟信号转换成数字信号，然后经过数据缓存模块二进行数据缓存，随后将缓存后的数字信号流二送入编码器二，编码器二将数字信号流二进行编码；所述编码器一将数字信号流一、编码器二将数字信号流二分别送入光源一模块进行信号调制、信号合并以及发射；所述编码器一将数字信号流一、编码器二将数字信号流二分别送入光源二模块进行信号调制、信号合并以及发射。

【技术特征摘要】
1.基于LED车灯的双速率可见光通信发信机，包括发射端，其特征在于：所述发射端包括AD转换器一、AD转换器二，所述AD转换器一的输出端与数据缓存模块一的输入端连接，数据缓存模块一的输出端与编码器一的输入端连接；所述AD转换器二的输出端与数据缓存模块二的输入端连接，数据缓存模块二的输出端与编码器二的输入端连接；所述编码器一的输出端以及编码器二的输出端分别连接光源一模块以及光源二模块；所述AD转换器一将数据流一的模拟信号转换成数字信号，然后经过数据缓存模块一进行数据缓存，随后将缓存后的数字信号流一送入编码器一，编码器一将数字信号流一进行编码；所述AD转换器二将数据流二的模拟信号转换成数字信号，然后经过数据缓存模块二进行数据缓存，随后将缓存后的数字信号流二送入编码器二，编码器二将数字信号流二进行编码；所述编码器一将数字信号流一、编码器二将数字信号流二分别送入光源一模块进行信号调制、信号合并以及发射；所述编码器一将数字信号流一、编码器二将数字信号流二分别送入光源二模块进行信号调制、信号合并以及发射。2.如权利要求1所述的基于LED车灯的双速率可见光通信发信机，其特征在于：所述光源一模块包括调制器一、调制器二，调制器一的输出端与合并器一的输入端连接，调制器二的输出端通过开关一与合并器一的输入端连接，所述合并器一的输出端通过阵列驱动模块一与LED光源一连接；所述调制器一的输入端与编码器一的输出端连接；所述调制器二的输入端与编码器二的输出端连接；所述调制器一将编码器一输出的编码后的数字信号流一按照调制方式一进行调制，转换成适合光电传输的已调信号；调制器二将编码器二输出的编码后的数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳鹏，卢姗姗，崔宗敏，李长乐，杨红，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61