【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可见通信光通信，具体涉及一种信号发射设备、基于半导体激光的照明通信复用系统以及基于该照明通信复用系统的通信方法。
技术介绍
1、vlc（可见通信光通讯，visible light communications）是一种新兴的通信技术，它使用波长为380-780nm的可见通信光为媒介，通过控制光源的明暗高速闪烁来传输信息。
2、随着汽车行业的发展以及无线通信技术的不断进步，车联网对提升道路安全水平、优化交通运输效率，构建新型智慧城市交通系统具有重要的意义。目前的智能交通网络大多依赖于无线网络连接，在网络不稳定的情况下会出现较大的延时，而且在通讯密集的城市中会带来电磁辐射的干扰。在车辆通信技术中无法完全适应如山区、隧道等应用场景，路况信息实时传输不能得到实时性的有效保障。面向车联网的可见通信光通信利用可见通信光的高速明暗变化，在照明的同时实现车联网数据传输，无需频谱授权且带宽巨大，避免了传统无线通讯中的干扰问题，使数据传输更可靠、时延更低。
3、发光二极管（light-emitting diode，led）的光效率和带宽是一对固有矛盾，目前市面上的led所能提供的调制带宽只有几十mhz。在现有的基于led照明车灯可见通信光通信技术中，至少存在以下几个缺点：1、室外环境背景光所带的光噪声影响较为严重，系统性能有待改进；2、通信效率不高，通信距离较短；3、通讯速率受led固有功率因素影响，通讯速率不高。
4、如专利cn200910081993.9中采用半导体照明led光源进行可见通信光通信
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的之一是提供一种信号发射设备，结构紧凑，占用空间小。
2、信号发射设备包括依次连接的信号调制模块、驱动处理模块和照明模块；
3、所述信号调制模块用于将获取到的目标信息转化为调制信号；
4、所述驱动处理模块用于基于所述调制信号驱动所述照明模块产生可见通信激光；
5、其中，所述可见通信激光包括激光，所述照明模块包括壳体与半导体激光器，所述壳体包括侧部和底部，所述半导体激光器设置在所述侧部的内壁上，所述壳体用于将所述半导体激光器发出的部分激光反射至信号接收设备。
6、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述照明模块还包括荧光转换器件，所述底部上设置有所述荧光转换器件，且所述荧光转换器件设置在所述半导体激光器的出射光路上，用于接收所述半导体激光器发出的激光并将所述激光转化为荧光，所述荧光与未激发的激光合成所述可见通信激光。
7、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述照明模块还包括扩散片，所述扩散片位于所述荧光转换器件的出射光路上，用于对所述可见通信激光进行散射，所述扩散片在所述底部的投影覆盖所述荧光转换器件在所述底部的投影，即所述扩散片的尺寸大于或等于所述荧光转换器件的尺寸。
8、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述荧光转换器件设置在所述底部的中心位置，所述照明模块还包括角度调整器件，所述角度调整器件设置在所述半导体激光器与所述壳体的侧部之间，所述角度调整器件用于调整所述激光的出射角，使所述激光照射到所述荧光转换器件上。
9、优选地，所述角度调整器件用于使所述半导体激光器发出的激光完全照射到所述荧光转换器件上。
10、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述角度调整器件的截面为直角三角形，所述直角三角形的长边与所述侧部的内壁贴合或与所述半导体激光器贴合。
11、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述角度调整器件朝向所述底部的底面与所述半导体激光器朝向所述底部的底面齐平。
12、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述侧部的内壁为棱柱状，所述侧部的横截面的面积由下至上逐渐增加，多个所述半导体激光器对称设置在棱柱状的侧部的内壁上；多个所述半导体激光器位于同一水平高度上。
13、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述侧部的内壁与所述底部之间的角度为100°-115°，所述侧部内壁的锥度为2.0-2.1；所述角度调整器件顶部的内角为19°-24°；所述半导体激光器的发散角度为0°-33.27°。
14、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述壳体的垂直高度为23.5mm-25mm，所述角度调整器件的顶部与所述壳体的底面之间的垂直高度为10mm-12mm，所述角度调整器件的顶部与所述角度调整器件的底部之间的垂直高度为1mm-2mm。
15、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述照明模块还包括聚光透镜，所述聚光透镜设置在所述壳体的侧壁远离所述底部的一侧，所述聚光透镜用于对所述可见通信激光进行汇聚并向所述信号接收设备投射；所述聚光透镜的光源入射面的曲率半径为-140~-135mm，光源出射面的曲率半径为30~35mm。
16、根据本专利技术的一些优选实施方面，信号发射设备可以为车灯模组；或者，信号发射设备设置在车灯模组中。
17、本专利技术的目的之二是提供一种基于半导体激光的照明通信复用系统，实现高亮度道路照明的同时可提供高速率高带宽的可见通信激光通信功能，包括信号发射设备和信号接收设备；
18、所述信号发射设备包括依次连接的信号调制模块、驱动处理模块和照明模块；所述信号调制模块用于将获取到的目标信息转化为调制信号，所述驱动处理模块用于基于所述调制信号驱动所述照明模块产生可见通信激光；
19、所述信号接收设备包括探测处理模块和信号解调模块，所述探测处理模块用于接收所述可见通信激光并对所述可见通信激光进行处理得到所述调制信号；所述信号解调模块与所述探测处理模块连接，用于将所述探测处理模块发送的调制信号解调为所述目标信息；
20、其中，所述可见通信激光包括激光，所述照明模块包括壳体与半导体激光器（ld），所述壳体包括侧部和底部，所述半导体激光器设置在所述侧部的内壁上，所述壳体用于将所述半导体激光器发出的部分激光反射至所述探测处理模块。
21、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述驱动处理模块包括依次连接的数模转换器、功率放大器和驱动电路，所述数模转换器与所述信号调制模块连接，所述驱动电路与所述照明模块连接，所述信号调制模块用于将所述目标信息调制为数字信号，所述数模转换器用于将所述数字信号转换为模拟信号；所述功率放大器用于对所述模拟信号进行放大并传输到所述驱动电路，以使得所述驱动电路驱动所述半导体激光器产生所述激光。
22、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述探测处理模块包括依次连接的光电探测器、跨阻放大器、低通滤波器和模数转换器，所述光电探测器用于对接收到的所述可见本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种信号发射设备，其特征在于，包括依次连接的信号调制模块、驱动处理模块和照明模块；
2.根据权利要求1所述的信号发射设备，其特征在于，所述照明模块还包括荧光转换器件，所述底部上设置有所述荧光转换器件，且所述荧光转换器件设置在所述半导体激光器的出射光路上，用于接收所述半导体激光器发出的激光并将所述激光转化为荧光，所述荧光与未激发的激光合成所述可见通信激光。
3.根据权利要求2所述的信号发射设备，其特征在于，所述照明模块还包括扩散片，所述扩散片位于所述荧光转换器件的出射光路上，用于对所述可见通信激光进行散射，所述扩散片在所述底部的投影覆盖所述荧光转换器件在所述底部的投影。
4. 根据权利要求2所述的信号发射设备，其特征在于，所述荧光转换器件设置在所述底部的中心位置，所述照明模块还包括角度调整器件，所述角度调整器件设置在所述半导体激光器与所述壳体的侧部之间，所述角度调整器件用于调整所述激光的出射角，使所述激光照射到所述荧光转换器件上。
5. 根据权利要求4所述的信号发射设备，其特征在于，所述角度调整器件的截面为直角三角形，所述直角三角
6.根据权利要求5所述的信号发射设备，其特征在于，所述侧部的内壁与所述底部之间的角度为100°-115°，所述侧部内壁的锥度为2.0-2.1；所述角度调整器件顶部的内角为19°-24°；所述半导体激光器的发散角度为0°-33.27°；和/或
7.根据权利要求2-6任意一项所述的信号发射设备，其特征在于，所述照明模块还包括聚光透镜，所述聚光透镜设置在所述壳体的侧壁远离所述底部的一侧，所述聚光透镜用于对所述可见通信激光进行汇聚并向所述信号接收设备投射；所述聚光透镜的光源入射面的曲率半径为-140~-135mm，光源出射面的曲率半径为30~35mm。
8.一种基于半导体激光的照明通信复用系统，其特征在于，包括信号发射设备和信号接收设备；
9.根据权利要求8所述的照明通信复用系统，其特征在于，所述驱动处理模块包括依次连接的数模转换器、功率放大器和驱动电路，所述数模转换器与所述信号调制模块连接，所述驱动电路与所述照明模块连接，所述信号调制模块用于将所述目标信息调制为数字信号，所述数模转换器用于将所述数字信号转换为模拟信号；所述功率放大器用于对所述模拟信号进行放大并传输到所述驱动电路，以使得所述驱动电路驱动所述半导体激光器产生所述激光；和/或
10.一种如权利要求8或9所述的基于半导体激光的照明通信复用系统的通信方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种信号发射设备，其特征在于，包括依次连接的信号调制模块、驱动处理模块和照明模块；
2.根据权利要求1所述的信号发射设备，其特征在于，所述照明模块还包括荧光转换器件，所述底部上设置有所述荧光转换器件，且所述荧光转换器件设置在所述半导体激光器的出射光路上，用于接收所述半导体激光器发出的激光并将所述激光转化为荧光，所述荧光与未激发的激光合成所述可见通信激光。
3.根据权利要求2所述的信号发射设备，其特征在于，所述照明模块还包括扩散片，所述扩散片位于所述荧光转换器件的出射光路上，用于对所述可见通信激光进行散射，所述扩散片在所述底部的投影覆盖所述荧光转换器件在所述底部的投影。
4. 根据权利要求2所述的信号发射设备，其特征在于，所述荧光转换器件设置在所述底部的中心位置，所述照明模块还包括角度调整器件，所述角度调整器件设置在所述半导体激光器与所述壳体的侧部之间，所述角度调整器件用于调整所述激光的出射角，使所述激光照射到所述荧光转换器件上。
5. 根据权利要求4所述的信号发射设备，其特征在于，所述角度调整器件的截面为直角三角形，所述直角三角形的长边与所述侧部的内壁贴合或与所述半导体激光器贴合；和/或
6.根据权利要求5所述的信号发射设备，其特征在于，所述侧部的内壁与...
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