一种可见光通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种可见光通信装置，包括：可见光发送装置和可见光接收装置；所述可见光发送装置中包括由多个LED形成的LED微阵列，所述可见光发送装置通过所述LED微阵列发送可见光信息；所述可见光接收装置中包括由多个APD形成的APD微阵列，所述可见光接收装置通过所述APD微阵列接收所述可见光信息。可见，本申请方案通过使用多个LED形成LED微阵列，相对于单个LED，可以解决可见光发送装置传输速率受限的问题，且使用多个APD形成APD微阵列，可以缩小可见光接收装置的体积，提升便携性，并解决不能广泛应用于各类场景的问题，使得可见光通信装置可以满足日益增长的通信需求。

Visible light communication device

The invention provides a visible light communication device, including: visible light visible light transmitting device and receiving device; the visible light transmission device includes LED array formed by a plurality of LED, the visible light transmission device through the LED array transmit visible light; the visible light receiving device includes APD array formed by a plurality of APD, the visible light receiving device through the APD array receives the visible information. Obviously, the application scheme of LED microarray formed by using a plurality of LED, compared with single LED, can solve the visible light transmission device, transmission rate is restricted, and the use of multiple APD APD microarray, visible light receiving device can reduce the volume, improve portability, and is widely used in various types of scenes can not solve problems, make the visible light communication device can meet the increasing demand of communication.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，特别涉及一种可见光通信装置。
技术介绍
可见光通信(Visible Light Communication，VLC)将通信与照明有机结合，拓展可见光新频谱(380nm—780nm)资源，依托广泛覆盖的照明灯具等LED绿色光源，为解决无线网络的“频谱紧张”、“深度覆盖”以及“绿色节能”等问题提供了全新手段。伴随着社会的发展，人们对无线网络的依赖性越来越强，并且对通信速率的要求也越来越高。当前高清流媒体、超高速无线网络计算、云计算处理以及高速短距离无线传输等推动了通信向超高速发展。高速传输一直是可见光通信领域备受关注的研究课题，众多研究单位展开了一场激烈的速率竞赛。现有研究成果的传输速率与可见光通信300THz的潜在频谱资源还有很大差距。究其原因主要在于现有商用LED的调制带宽较窄，通常在几兆到数十兆之间。但是，现有的可见光通信装置，其发送装置通常采用单个LED灯传输，使传输速率受到较大的限制，而其接收装置体积较大，不便于携带，不能广泛应用于各类场景，无法满足日益增长的通信需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种可见光通信装置，以解决现有的可见光通信装置传输速率受限，且体积较大，不便于携带，不能广泛应用于各类场景的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可见光通信装置，包括：可见光发送装置和可见光接收装置；所述可见光发送装置中包括由多个LED形成的LED微阵列，所述可见光发送装置通过所述LED微阵列发送可见光信息；所述可见光接收装置中包括由多个APD形成的APD微阵列，所述可见光接收装置通过所述APD微阵列接收所述可见光信息。优选地，所述LED微阵列包括：4个独立的照明灯具；每个所述照明灯具内部包含有8路独立的LED灯珠，且每个所述LED灯珠内部由4片LED芯片并行封装而成。优选地，所述LED微阵列包括：1个照明灯具；所述照明灯具内部包含有128片LED芯片。优选地，所述LED微阵列还包括：透镜阵列；所述透镜阵列中包括多个设置在所述LED芯片上的透镜，且每片LED芯片上方对应一个所述透镜，多个所述透镜在所述照明灯具内部构成所述透镜阵列。优选地，所述APD微阵列包括：分布在半径2毫米曲面上的64路独立APD，每个所述APD的矢量方向是所述APD所处的位置与所述曲面形成的球心连线的方向并且指向所述曲面形成的球外。优选地，所述APD微阵列还包括：半球形透镜；所述半球形透镜设置在多个所述APD的前方，用于将所述LED微阵列发送的所述可见光信息成像到所述APD微阵列的接收平面上。优选地，所述APD微阵列还包括：鱼眼形透镜；所述鱼眼形透镜设置在多个所述APD的前方，用于将所述LED微阵列发送的所述可见光信息成像到所述APD微阵列的接收平面上。通过本专利技术提供的可见光通信装置，包括：可见光发送装置和可见光接收装置；所述可见光发送装置中包括由多个LED形成的LED微阵列，所述可见光发送装置通过所述LED微阵列发送可见光信息；所述可见光接收装置中包括由多个APD形成的APD微阵列，所述可见光接收装置通过所述APD微阵列接收所述可见光信息。可见，本申请方案通过使用多个LED形成LED微阵列，相对于单个LED，可以解决可见光发送装置传输速率受限的问题，且使用多个APD形成APD微阵列，可以缩小可见光接收装置的体积，提升便携性，并解决不能广泛应用于各类场景的问题，使得可见光通信装置可以满足日益增长的通信需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的可见光通信装置的结构示意图；图2是本申请实施例提供的一种LED微阵列的布局图；图3是本申请实施例提供的另一种LED微阵列的布局图；图4是本申请实施例提供的LED微阵列中的一种透镜阵列的布局图；图5是一种圆形排列的透镜排布图；图6是本申请实施例提供的APD微阵列中的各个APD的法线方向示意图；图7是本申请实施例提供的以4个APD为例的一种APD微阵列的排布位置示意图；图8是本申请实施例提供的一种APD微阵列与半球形透镜的排布位置示意图；图9是本申请实施例提供的APD微阵列的几何光学示意图；图10是本申请实施例提供的APD微阵列的信道增益与发射角在不同半功率角时的关系图；图11是本申请实施例提供的APD微阵列接收的光强分布示意图；图12是本申请实施例提供的APD微阵列的鱼眼形透镜的成像接收模型示意图。具体实施方式本文用到的部分术语解释：VLC(Visible Light Communication)可见光通信；LED(Light Emitting Diode)发光二极管；PD(Photo Diode)光电二极管；APD(Avalanche Photo Diode)雪崩光电二极管；MIMO(Multiple Input Multiple Output)多输入多输出；Wi-Fi(Wireless-Fidelity)无线保真；OOK(On-OffKeying)开关键控；下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术属于可见光通信
，针对现有可见光通信系统普遍存在的：照明与通信相互独立、阵列间距很大、阵元数目相对较少、通信距离较短、接收端无法任意移动等问题，提出一种满足照明、通信需求的大规模LED微阵列，结构优化排列、小体积、小相关性的APD微阵列设计，实现可见光高速通信、满足室内照明与通信的双重要求。本专利技术的核心思想是利用可见光通信、无线Wi-Fi通信及电力线通信同普通商用LED照明灯具融合技术，利用室内现有的照明布线资源，只需将照明光源替换为本专利技术所用的新型LED灯具，通过LED照明灯珠实现可见光无线下行高速信息传输，通过灯具内置的无线接收器接收来移动终端发送的无线上行信号。将可见光和无线Wi-Fi通信结合，采用上下行不同方式进行室内数据传输的方案，保证上行接收来自用户便携终端的信号稳定性，实现更稳定、高速的室内双工通信模式，实现照明与通信的双重需求，不仅节约能源，还简化了布线的复杂度，提高了通信的安全性。LED微阵列采用融合设计的方法，使得在满足照明的情况下，又可以提供高速、可靠的通信。APD微阵列可以将接收端移植到手机、平板等便携式终端设备中，解决目前可见光通信接收终端便携化和实用性的问题，使可见光信息服务更好地融入生活中各类领域，人们可以在日常生活中通过手机、平板来进行高速交换通信。请参阅图1，图1是本专利技术第一具体实施例提供的可见光通信装置的流程示意图。本专利技术第一具体实施例提供的可见光通信装置，包括：可见光发送装置1和可见光接收装置2；所述可见光发送装置1中包括由多个LED形成的LED微阵列，所述可见光发送装置通过所述LED微阵列发送可见光信息；所述可见光接收装置2中包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光通信装置，其特征在于，包括：可见光发送装置和可见光接收装置；所述可见光发送装置中包括由多个LED形成的LED微阵列，所述可见光发送装置通过所述LED微阵列发送可见光信息；所述可见光接收装置中包括由多个APD形成的APD微阵列，所述可见光接收装置通过所述APD微阵列接收所述可见光信息。

【技术特征摘要】
1.一种可见光通信装置，其特征在于，包括：可见光发送装置和可见光接收装置；所述可见光发送装置中包括由多个LED形成的LED微阵列，所述可见光发送装置通过所述LED微阵列发送可见光信息；所述可见光接收装置中包括由多个APD形成的APD微阵列，所述可见光接收装置通过所述APD微阵列接收所述可见光信息。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述LED微阵列包括：4个独立的照明灯具；每个所述照明灯具内部包含有8路独立的LED灯珠，且每个所述LED灯珠内部由4片LED芯片并行封装而成。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述LED微阵列包括：1个照明灯具；所述照明灯具内部包含有128片LED芯片。4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述LED微阵列还包括：透镜阵列；所述透镜阵列中包括多个设置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪涛，刘潇忆，朱义君，于宏毅，邬江兴，张剑，仵国锋，田忠骏，张效义，张霞，
申请(专利权)人：中国人民解放军信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南;41