圖2b為LED驅(qū)動電路的示意圖。
[0031]圖3為本發(fā)明實現(xiàn)16級脈沖振幅調(diào)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換示意圖。
[0032]圖4為本發(fā)明實施例16級脈沖振幅調(diào)制的示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0034]實施例
[0035]如圖1所示，一種基于脈沖振幅調(diào)制的可見光通信系統(tǒng)，包括:發(fā)射子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、接收子系統(tǒng)。所述的發(fā)射子系統(tǒng)，由攝影機(jī)接收實時視頻信號通過第一可編程門陣列傳輸?shù)降谝灰壕э@示器中，顯示原始視頻信號，并經(jīng)過調(diào)制和相應(yīng)視頻信號處理技術(shù)，傳輸?shù)絃ED驅(qū)動電路中，通過LED驅(qū)動電路中的Bias Tee模塊的電容與電感實現(xiàn)直流信號與交流信號的耦合從而保證了信號在COB封裝的LED燈具中不會丟失，如圖2a和圖2b所示，為COB封裝的LED燈具與LED驅(qū)動電路的示意圖。該COB封裝的LED燈具為一個4X4的LED陣列，16塊芯片通過COB封裝技術(shù)封裝在PCB電路板上。
[0036]讀入視頻數(shù)據(jù)后，每幀視頻可看為一幅RGB圖像，其各像素由256階的紅、綠、藍(lán)三色分量組成。因此對圖像的R、G、B分量分別進(jìn)行處理，把原始像素數(shù)據(jù)(0-255，十進(jìn)制數(shù)表示)轉(zhuǎn)換成8位的二進(jìn)制的數(shù)據(jù)，并分割成兩組4位二進(jìn)制的數(shù)據(jù)并按順序排列好，轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)據(jù)(0-15)傳驅(qū)動電路中，驅(qū)動COB封裝的LED燈具?？赏ㄟ^控制不同數(shù)目LED芯片的亮滅，實現(xiàn)16 (24= 16)種不同的亮度水平，進(jìn)而達(dá)到一個時鐘周期傳輸4位二進(jìn)制數(shù)字信號，如圖3所示，傳輸速率比傳統(tǒng)的使用亮滅鍵控調(diào)制系統(tǒng)的速率高4倍。如圖4所示，給出4個不同振幅級別分別代表的信息。例如“1010”表示第10級振幅，通過點亮10塊LED芯片即表示“1010”這4位二進(jìn)制數(shù)字信號。如坐標(biāo)軸下方的4X4網(wǎng)格所示，其中10個黑色方格代表LED燈亮，而6個白色方格則代表滅O同理，“ 1100 ”、“0100 ”和“0111 ”分別代表第12級、第4級和第7級。
[0037]在光信號通過傳輸子系統(tǒng)后，經(jīng)光電檢測器件轉(zhuǎn)換為電信號，由前置放大電路與后置放大電路進(jìn)行濾波放大處理后，再由ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳到第二可編程門陣列中，經(jīng)過第二可編程門陣列的解調(diào)處理，將信號轉(zhuǎn)換為視頻信號，再傳到第二液晶顯示器中。通過第一液晶顯示器與第二液晶顯示器中信號比較，可測試出系統(tǒng)的誤碼率，用于驗證系統(tǒng)的操作。
[0038]上述實施例僅為本發(fā)明的一種實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之。
【主權(quán)項】
1.一種基于脈沖振幅調(diào)控的可見光通信方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、第一可編程門陣列將信源發(fā)出的視頻信號轉(zhuǎn)換為η位二進(jìn)制數(shù)字信號； 步驟2、第一可編程門陣列將所述的每組η位二進(jìn)制數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為η2進(jìn)制數(shù)字信號，其中，η為正整數(shù)，所述η2進(jìn)制數(shù)字信號對應(yīng)η2種狀態(tài)，每種狀態(tài)對應(yīng)點亮相應(yīng)數(shù)目的LED，不同數(shù)目的LED芯片點亮可以實現(xiàn)光通量的變化，使所述COB封裝LED燈具具有η2級光強(qiáng)的變化，所述η2級光強(qiáng)的變化即η 2級脈沖振幅調(diào)制； 步驟3、接收子系統(tǒng)通過光電檢測器件感應(yīng)η2級光強(qiáng)變化，生成η 2級脈沖電信號，經(jīng)過接收子系統(tǒng)的信號解調(diào)處理后，還原出原始信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于脈沖振幅調(diào)控的可見光通信方法，其特征在于，所述步驟I包括以下步驟: 步驟11、第一可編程門陣列對信源所發(fā)出的每幀視頻信號的紅、綠和藍(lán)分量分別進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換量化處理，形成原始像素數(shù)字信號； 步驟12、第一可編程門陣列把原始像素數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成8位二進(jìn)制數(shù)字信號，并按順序排列，每隔η位分割為一組二進(jìn)制數(shù)字信號，輸出到LED驅(qū)動電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于脈沖振幅調(diào)控的可見光通信方法，其特征在于，在步驟3中，所述信號解調(diào)處理的方法包括以下步驟: 步驟31、前置放大電路與后置放大電路對所接收到的η2級脈沖電信號進(jìn)行放大處理和濾波處理； 步驟32、對經(jīng)過放大處理和濾波處理的η2級脈沖電信號進(jìn)過ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，生成η2進(jìn)制數(shù)字信號，第二可編程門陣列把η 2進(jìn)制數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為η位二進(jìn)制數(shù)字信號; 步驟33、第二可編程門陣列對η位二進(jìn)制數(shù)字信號按先后順序排列，每隔8位合并為一組8位二進(jìn)制數(shù)字信號，第二可編程門陣列把8位二進(jìn)制數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為原始像素數(shù)字信號; 步驟34、第二可編程門陣列將原始像素數(shù)字信號還原為每幀視頻信號。4.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的基于脈沖振幅調(diào)控的可見光通信方法的可見光通信系統(tǒng)，包括:發(fā)射子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)和接收子系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射子系統(tǒng)包括:第一可編程門陣列、LED驅(qū)動電路和COB封裝LED燈具，所述接收子系統(tǒng)具有:光電檢測器件、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二可編程門陣列；所述傳輸子系統(tǒng)用于把COB封裝LED燈具發(fā)出的可見光信號傳輸給光電檢測器件；所述第一可編程門陣列、LED驅(qū)動電路、COB封裝LED燈具、光電檢測器件、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二可編程門陣列依次連接；所述第一可編程門陣列輸出η位二進(jìn)制數(shù)字信號，并把輸出的η位二進(jìn)制數(shù)字信號傳輸給LED驅(qū)動電路，所述η位二進(jìn)制數(shù)字信號驅(qū)動COB封裝LED燈具進(jìn)行η2級光強(qiáng)度調(diào)制，所述COB封裝LED燈具發(fā)射可見光信號給光電檢測器件，所述光電檢測器件把可見光信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，所述ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換器把光電檢測器件輸出的模擬信號取樣成η位二進(jìn)制數(shù)字信號，把所述ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換器取樣成的η位二進(jìn)制數(shù)字信號傳輸給第二可編程門陣列。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于脈沖振幅調(diào)控的可見光通信方法的可見光通信系統(tǒng)，其特征在于，所述COB封裝LED燈具包括:LED芯片和相應(yīng)的LED驅(qū)動電路，每塊LED芯片由相應(yīng)的LED驅(qū)動電路來獨(dú)立控制；所述LED驅(qū)動電路包括:信源、可變電阻、高速緩沖器、BiasTee模塊、直流電流源和限流電阻，所述的信源、可變電阻、高速緩沖器、Bias Tee模塊和限流電阻依次連接；所述直流電流源的正極和信源連接，所述直流電流源的負(fù)極和Bias Tee模塊連接；所述的Bias Tee模塊包括電容和電感；所述電感的一端與直流電流源的負(fù)極連接，所述電感的另一端與電容的負(fù)極連接，所述電容的正極與高速緩沖器連接；所述信源輸出的電信號經(jīng)過高速緩沖器傳輸?shù)紹ias Tee模塊，所述直流電流源所輸出的直流電信號與高速緩沖器所傳輸?shù)男盘栐贐ias Tee模塊中進(jìn)行耦合，生成耦合電信號；所述耦合電信號通過限流電阻輸出。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于脈沖振幅調(diào)控的可見光通信方法的可見光通信系統(tǒng)，其特征在于，所述COB封裝LED燈具為nXn的LED陣列，每塊LED芯片獨(dú)立封裝。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于脈沖振幅調(diào)控的可見光通信方法的可見光通信系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射子系統(tǒng)還包括:第一液晶顯示器和攝影機(jī)，所述接收子系統(tǒng)還包括前置放大電路、后置放大電路和第二液晶顯示器；所述的第一液晶顯示器和攝影機(jī)均與第一可編程門陣列連接，光電檢測器件通過前置放大電路和后置放大電路與ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接，第二可編程門陣列和第二液晶顯示器連接；所述的攝影機(jī)將視頻信號傳輸給第一可編程門陣列；所述第一可編程門陣列把視頻信號傳輸給第一液晶顯示器；所述光電檢測器件把模擬信號通過前置放大電路進(jìn)行放大處理；放大后的所述模擬信號經(jīng)過后置放大電路進(jìn)行濾波處理再傳輸給ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述第二可編程門陣列把視頻信號傳輸給第二液晶顯示器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于脈沖振幅調(diào)控的可見光通信方法，包括以下步驟：1、第一可編程門陣列將信源發(fā)出的視頻信號轉(zhuǎn)換為n位二進(jìn)制數(shù)字信號；2、第一可編程門陣列將所述的每組n位二進(jìn)制數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為n2進(jìn)制數(shù)字信號；3、接收子系統(tǒng)通過光電檢測器件感應(yīng)n2級光強(qiáng)變化，生成n2級脈沖電信號，經(jīng)過接收子系統(tǒng)的信號解調(diào)處理后，還原出原始信號；本發(fā)明還公開了一種實現(xiàn)基于脈沖振幅調(diào)控的可見光通信方法的可見光通信系統(tǒng)，包括：發(fā)射子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)和接收子系統(tǒng)。具有在不增加器件帶寬前提下，成倍提高無線通信的質(zhì)量與數(shù)據(jù)傳輸速率與廣闊的應(yīng)用前景等優(yōu)點。
【IPC分類】H04B10/524, H04B10/116
【公開號】CN105162517
【申請?zhí)枴緾N201510514172
【發(fā)明人】文尚勝, 宋鵬程, 關(guān)偉鵬, 陳穎聰, 張恒
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月20日