CN103812559B - 可见光分集发射和接收装置及可见光通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于LED阵列的可见光分集发射装置，包括：LED阵列，该LED阵列包括多个LED单元，该多个LED单元中的每个LED单元连接至独立的驱动单元和抗扰光学单元，每个LED单元发出的光信号通过相应的抗扰光学单元发射出去；以及编码控制单元，该编码控制单元连接至该多个LED单元中每个LED单元的相应驱动单元，用于向该多个LED单元的各驱动单元指派独立的传输数据。本发明还提供了相应的可见光分集接收装置。

Description

可见光分集发射和接收装置及可见光通信系统

技术领域

本发明涉及可见光通信，尤其涉及基于LED阵列的可见光分集发射和接收装置。

背景技术

可见光（波长范围380～740nm）通信技术是一种在LED技术上发展起来的新型无线光通信技术。通过LED光源的高频率闪烁，有光代表1，无光代表0，可将信号调制在LED光源上，从而利用可见光波段作为通信载体来传输数据。可见光通信的传输速率最高达每秒千兆。可见光通信有着相当丰富的频谱资源，这是包括微波通信在内的一般无线通信无法比拟的。同时，可见光通信可以适用任何通信协议、适用于任何环境，并且可见光通信的设备架设灵活便捷、成本低廉，适合大规模普及应用。随着LED技术的发展，可见光通信成为新一代无线通信技术的研究热点。

目前，可见光通信中的传送装置所采用的光源为一个LED或者LED同步阵列。所谓LED同步阵列是LED阵列的所有LED采用统一驱动，即发出的信号相同。采用这种LED阵列发射光信号可以提高传输距离，然而，缺陷是传输速率有限。随着多媒体应用对更高数据传输速率的要求以及设备的小型化趋势，如何利用有限的LED器件传送更高速率的数据成变得至关重要。

因此，本领域亟需一种能够以更高速率进行可见光通信的设备。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种基于LED阵列的可见光分集发射装置，包括：LED阵列，该LED阵列包括多个LED单元，该多个LED单元中的每个LED单元连接至独立的驱动单元和抗扰光学单元，每个LED单元发出的光信号通过相应的抗扰光学单元发射出去；以及编码控制单元，该编码控制单元连接至该多个LED单元相应的驱动单元，用于向该多个LED单元的各驱动单元指派独立的传输数据。

在一实例中，该多个LED单元的抗扰光学单元包括带通滤光片，并且该多个LED单元的带通滤光片具有互不相同的通带。

在一实例中，该多个LED单元的各带通滤光片的通带对应不同的可见光光谱。

在一实例中，该多个LED单元的抗扰光学单元包括起偏器，并且每相邻的两个LED单元的起偏器的偏振方向相互垂直。

在一实例中，该多个LED单元的抗扰光学单元包括光学准直镜头。

在一实例中，该LED单元包括一个LED或由多个LED并联而成的LED组。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于LED阵列的可见光分集接收装置，包括：光电检测器阵列，该光电检测器阵列包括多个光电检测器单元，该多个光电检测器单元中的每个光电检测器单元连接至独立的抗扰光学单元，每个光电检测器单元检测通过相应的抗扰光学单元接收到的光信号；以及解码控制单元，该解码控制单元连接至该多个光电检测器单元，用于接收分别由所述多个光电检测器单元检出的信号以恢复出传输数据。

在一实例中，该多个光电检测器单元的抗扰光学单元包括带通滤光片，并且该多个光电检测器单元的带通滤光片具有互不相同的通带。

在一实例中，该多个光电检测器单元的抗扰光学单元包括检偏器，并且每相邻的两个光电检测器单元的检偏器的偏振方向相互垂直。

在一实例中，该多个光电检测器单元的抗扰光学单元包括汇聚透镜。

在一实例中，该光电检测器单元包括一个光电检测器或由多个光电检测器并联而成的光电检测器组。

根据本发明的另一方面，提供了一种可见光通信系统，包括如上所述的可见光分集发射装置和如上所述的可见光分集接收装置，所述可见光分集发射装置的LED单元与所述可见光分集接收装置的光电检测器单元一一对应，所述多个光电检测单元分别用于检测相对应的LED单元发出的光信号。

在一实例中，该可见光通信系统包括光子客户端和与所述光子客户端相匹配的光子接收端，该光子客户端用于发射包含了预设信息的可见光信号至所述光子接收端，该光子接收端用于接收和解调来自该光子客户端的可见光信号，并根据该可见光信号里包含的预设信息进行相关操作，该光子客户端包括该可见光分集发射装置，该光子接收端包括该可见光分集接收装置。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置的简化框图；

图2是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置的LED阵列的示意图；

图3是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置的驱动单元的示意图；

图4是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置的抗扰光学单元的一个实施例的示意图；

图5是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置的抗扰光学单元的另一实施例的示意图；

图6a、6b分别是示出了在未使用光学准直透镜和使用了光学准直透镜情况下LED光斑的示意图；

图7是示出了根据本发明的一方面的光学准直透镜的示意图；

图8是示出了根据本发明的一方面的可见光分集接收装置的简化框图；

图9是示出了根据本发明的一方面的可见光分集接收装置的抗扰光学单元的一个实施例的示意图；

图10是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置和可见光分集接收装置中的带通滤光片的工作示意图；

图11是示出了根据本发明的一方面的可见光分集接收装置的抗扰光学单元的另一实施例的示意图；以及

图12是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置和可见光分集接收装置中的起偏器和检偏器的工作示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

传统可见光通信系统采用LED同步阵列发光，提高了通信距离。然而，整个LED阵列传送相同的信号，数据传送效率低下。在本发明中，通过为LED阵列中的各LED单元提供独立的驱动单元，从而为LED阵列提供不同的信号源，实现分集效果。同时，通过为各LED单元提供相应的抗扰光学单元以避免LED阵列中各LED单元之间的相互干扰，保证LED阵列的各LED单元所传送的信号能够被接收装置成功接收。以此分集发射和接收方式，显著改善了LED阵列的数据通信效率。

图1是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置100的简化框图。如图1所示，可见光分集发射装置100包括多个LED单元106-k（k=1～K），这多个LED单元构成了可见光分集发射装置100的LED阵列。图2是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置100的该LED阵列的示意图。在图2中，LED阵列是3x3的LED阵列，即包括9个LED单元，K＝9。这9个LED单元按照行列顺序依次编为LED1,LED2,…,LED9。然而，本领域技术人员很容易认识到，这仅是说明性而非限制性的LED阵列组成，LED阵列可以具有任何合适数目的LED单元，例如可以设计成p×q，p、q为正整数。另外，所编号的每个LED单元既可以是单个LED，也可以是由多个LED并联而成的LED组以增加发射功率实现更远的传输距离。

回到图1，每个LED单元106-k连接至一独立的驱动单元104-k（k=1～K）。各驱动单元104-k分别将各自相应的LED单元106-k连接至一公共的编码控制单元102。编码控制单元102接收待发送的原始数据后执行必要的编码和调制，将传输数据分配给各驱动单元104-k，后者将传输数据送至相应的LED单元106-k，并提供驱动电流以驱动LED单元106以可见光形式发射数据。注意，编码控制单元102向每个驱动单元104-k分配的传输数据是不相同的。例如，编码控制单元102可对要传送的原始数据进行拆分，并向各驱动单元104-k提供原始数据的不同部分，其中每个数据部分可包括用以标识该数据部分在原始数据中的位置的位置标识符。

以图2中的3x3的LED阵列为例。如果要传送的原始数据为9m+n个字节，其中m为非负整数，n为小于9的非负整数。若n=0，可将9m个字节平均分配给9个LED，例如，将第1～m个字节分配给LED单元1，第m+1～2m个字节分配给LED单元2，…，第8m+1～9m个字节分配给LED单元9。若n＞0，可将第1～m+1个字节分配给LED单元1，依次类推，前n个LED都分配m+1个字节，其余LED分配m个字节，字节按顺序分配。提供给每个LED单元的驱动单元的传输数据除了分配给该LED单元的字节之外还包括一位置标识符以标识该字节在原始数据中所处的位置。本领域技术人员容易认识到，上述分配仅仅是用以解释向各LED单元指派不同数据内容的说明性而非限制性示例。可以使用任何合适的分配方案来为各LED单元指派传输数据。

驱动单元104-k为相关联的LED单元106-k提供驱动电流，以驱动LED单元106-k通过高频闪烁的方式以可见光形式发射相应的传输数据。图3是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置100的驱动单元的示意图。图3中示出了MOS管驱动电路300，然而这仅是驱动单元104-k的说明性而非限制性实例，本领域技术人员容易了解可以使用任何合适的驱动电路，例如高速轨到轨运放OPA2377等。如图3所示，MOS管驱动电路300的主体是一N通道增强型MOS管，例如MOS管2N7002K。所分配的传输数据耦接至MOS管的栅极G，MOS管的源极S通过电阻R1接地，漏极D接LED单元106-k的正极。保持MOS管的栅极G-源极S的门槛电压为1-2.5V，通过控制MOS管的导通和关断，从而间接控制LED单元106-k的关断和导通。通过调节该MOS管驱动电路300，例如电阻R1、R17和R22，可以调整LED的驱动电流。例如，假设电压BAT2=4.2V，则当R22=1ohm，R17=160ohm，R1=68ohm时，LED驱动电流为20mA；当R17=82ohm，R1=68ohm时，LED驱动电流为37mA。

回到图1，各LED单元106-k分别连接至一独立的用于使这多个LED单元发出的光信号互不干扰的抗扰光学单元108-k，从而LED单元106-k发出的光信号通过相应的抗扰光学单元108-k发射出去。由于各LED单元106-k之间传送不同的传输数据，因此，在LED单元106-k之后应用抗扰光学单元108-k以保证这些传输数据之间互不干扰地被正确接收。

图4是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置的抗扰光学单元400的一个实施例的示意图。该抗扰光学单元400可以是图1中的抗扰光学单元108-k。如图4所示，抗扰光学单元400可包括带通滤光片402和光学准直透镜404。带通滤光片402由电介质和金属膜构成，能够对特定波长实现干涉相消，从而实现带通的效果。带通滤光片402可以是窄带带通滤光片，半峰值带宽一般为10nm和40nm。例如，在LED阵列包括9个以上的LED单元时，可以采用半峰值带宽为10nm的带通滤光片402。对于图1中的可见光分集发射装置100的LED阵列中的每个LED单元106-k，为其相关联的带通滤光片分配互不相同的通带。LED的可用光谱范围在400-700nm，但是在靠近可用光谱边缘部分的功率很低。所以在一实例中，对波长进行分配时，可避开边缘部分。例如对常用的蓝光激发荧光粉的白光LED，可以选择相对功率在0.3以上部分波长490nm～620nm来分配给各带通滤光片。在传输信道较多而要使用可见光谱边缘部分的另一实例中，对于相对功率在0.3以下波长部分，可以增大与使用这些波长的带通滤光片相关联的LED单元的功率为其他波长的1～3倍。例如，某个LED单元的带通滤光片的通带处于相对功率在0.3以下波长部分，可以调节该LED单元的驱动单元以提高驱动电流。以图2所示的LED阵列为例，各LED单元所出射光线的波长范围以及对应的带通滤光片的通带宽度范围分配可如下表1所示。

表1——带通滤光片通带分配

LED单元	出射光波长(nm)	带通滤光片通带(nm)
			LED单元1	380～420	380～420
LED单元2	420～460	420～460
			LED单元3	460～500	460～500

LED单元4	500～540	500～540
			LED单元5	540～580	540～580
LED单元6	580～620	580～620
			LED单元7	620～660	620～660
LED单元8	660～700	660～700
			LED单元9	700～740	700～740

抗扰光学单元400还可包括光学准直透镜404以对光信号起到准直的作用。LED为朗伯光源，具有较大的发散角，如图6a所示。两个相邻的LED发光外缘距离d，发散角θ，在距LED为D=d/2ctan(θ/2)时相邻LED发出的光斑会重叠从而相互干扰。更重要地是，由于光呈发散状传播，导致能量不集中，影响传输距离。因此，光学准直透镜404可以使LED单元发出的光呈平行光发射出去，如图6b所示。由此，在一定距离内，相邻LED光斑不会重叠和干扰。对于较远距离，虽然平行光在传播过程中仍有一定的发散，但是由于能量的尽可能集中，仍然可以保证传输距离。特别由于带通滤光片402的使用，削弱了透过带通滤光片402发射出去的光强度，在此情形中，光学准直透镜404的使用保证了正常通信所需的必要传输距离。图7是示出了根据本发明的一方面的光学准直透镜404的示意图。光学准直透镜404可包括依次设置的一个凸透镜404a和凹透镜404b，该凹透镜404b的焦点与凸透镜404a的焦点重合。由此，LED单元发出的光线首先通过凸透镜404a进行汇聚，然后再通过凹透镜404b平行地发射出去。虽然，图7示出的是一个凸透镜和一个凹透镜，然而这里的凸透镜或凹透镜分别可以是凸透镜组或凹透镜组。

图5是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置的抗扰光学单元500的另一实施例的示意图。该抗扰光学单元500可以是图1中的抗扰光学单元108-k。如图5所示，抗扰光学单元500包括依次设置的起偏器502和光学准直透镜504。起偏器502可以是偏振片。偏振片由二向色性材料制成。当光波通过偏振片时，电场方向与偏振片的偏振方向垂直的波矢量被吸收，而电场方向和偏振片的偏振方向平行的波矢量透射。实践中，常见的偏振片是利用聚乙烯塑料膜制成，具有梳状长链形结构分子，这些分子平行排列在同一方向上。此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过，因而产生线偏振光。

回到图1，各LED单元106-1的起偏器502被设计成任意相邻的两个LED单元的起偏器的偏振方向是相互垂直的。例如若LED阵列中某一LED单元的起偏器被设计成水平（垂直）偏振，则其同一行左右相邻的两个LED单元及其同一列上下相邻的两个LED单元的起偏器的偏振方向被设计成垂直（水平）偏振。以图2的3x3LED阵列为例，若LED单元5的起偏器的偏振方向为水平（垂直）偏振，则LED单元2、8、4、6的起偏器的偏振方向即为垂直（水平）偏振。由此，LED阵列中相邻两个LED单元的发出的光信号可以避免干扰。光学准直透镜504的结构与功能和图4中的光学准直透镜404相类似，在此不再赘述。类似地，由于起偏器502的使用，削弱了透过起偏器502发出去的光强度。光学准直透镜504的使用使得能量尽可能集中，保证必要的传输距离。

以上示出了抗扰光学单元的说明性实例，然而上述配置并不是限制性的。例如，在图4的实施例中可以单独使用带通滤光片、在图5的实施例中可以单独使用起偏器、或者可以组合使用带通滤光片和起偏器等等，都在本发明的保护范围之内。

图8是示出了根据本发明的一方面的可见光分集接收装置的简化框图。如图8所示，可见光分集接收装置800包括多个光电检测单元804-k（k=1～K），这多个光电检测单元构成了可见光分集接收装置800的光电检测单元阵列。可见光分集接收装置800的该光电检测单元阵列的配置是与图1中可见光分集发射装置100的LED单元阵列的配置是相对应的。例如若LED阵列如图2中地被布置成3x3阵列，则光电检测单元阵列也相应地布置成3x3阵列。由此，对应于LED阵列中的每个LED单元106-k，光电检测单元阵列中有一相对应的光电检测单元804-k。每个光电检测单元804-k既可以是单个光电检测器、也可以是由多个光电检测器并联而成的光电检测器组，其中每个光电检测器可以是光电二极管或光电三极管，以用于执行光电转换，将光信号转换为电信号。另外，尽管未示出，光电检测单元还可包括电流放大电路和滤波电路。

每个光电检测单元804-k连接至一独立的用于使这多个光电检测单元接收的光信号互不干扰的抗扰光学单元802-k。以此方式，发射装置发出的光信号首先通过抗扰光学单元802-k，然后再被传给相应的光电检测单元804-k进行检测。图9是示出了根据本发明的一方面的可见光分集接收装置的抗扰光学单元900的一个实施例的示意图。该抗扰光学单元900可以是图8中的抗扰光学单元802-k。如图9所示，抗扰光学单元900可包括带通滤光片902和汇聚透镜904。带通滤光片902的构造和功能与带通滤光片402的构造和功能对应相同。对于图8中的可见光分集接收装置800的光电检测单元阵列中的每个光电检测单元804-k，为其相关联的带通滤光片902分配互不相同的通带。具体地，对于可见光分集接收装置800的光电检测单元阵列中每个光电检测单元804-k，其相关联的带通滤光片902所分配的通带与可见光分集发射装置100的LED阵列中对应的LED单元106-k的相关联的带通滤光片402所分配的通带是相同的。

图10示出了可见光分集发射装置和可见光分集接收装置中的抗扰光学单元中的带通滤光片的工作示意图。如图10中所示，LED单元106-1的带通滤光片1的通带与相对应的光电检测单元804-1的带通滤光片1的通带相同，依此类推，LED单元106-K的带通滤光片K的通带与相对应的光电检测单元804-K的带通滤光片K的通带相同。虽然图10中示出各LED单元和各光电检测单元是一字排开的，但是这仅是为了更清楚地说明两者的对应关系的示意图。实践中，各LED单元和各光电检测单元以相同的排布方式排列成LED单元阵列和光电检测单元阵列。在可见光分集发射装置100和可见光分集接收装置800进行通信时，LED阵列与光电检测单元阵列对准，由此LED阵列中的LED单元对准相应的光电检测单元。

如图10中所示，LED单元106-1发出的光透过带通滤光片1发射出去，到达光电检测单元804-1的带通滤光片1。由于光电检测单元804-1的带通滤光片1与LED单元106-1的带通滤光片1具有相同通带，所以光线能够透过带通滤光片1传给光电检测单元804-1。由于通信过程中，LED阵列与光电检测单元阵列可能未严格对准或者由于传输距离较远从而光线在传播过程中有一定发散，相邻LED单元例如LED单元106-2透过带通滤光片2发出的光信号也可能到达光电检测单元804-1的带通滤光片1。此时，由于LED单元106-2与光电检测单元804-1被分配有不同的带通滤光片通带，所以LED单元106-2发出的光线不会透过带通滤光片1到达光电检测单元804-1，从而避免了干扰。

回到图9，抗扰光学单元900还可包括耦接在带通滤光片902之后的汇聚透镜904。汇聚透镜904可以是凸透镜或凸透镜组，以用于将带通滤光片902传来的光汇聚到随后的光电检测单元以提高光电检测单元对光信号的检测质量。

图11是示出了根据本发明的一方面的可见光分集接收装置的抗扰光学单元1100的另一实施例的示意图。该抗扰光学单元1100可以是图8中的抗扰光学单元802-k。如图11所示，抗扰光学单元1100可包括检偏器1102和汇聚透镜1104。类似于上述的起偏器，检偏器1102可以是偏振片。图8中各光电检测单元804-k的检偏器1102被设计成相邻两个光电检测单元的检偏器1102的偏振方向是垂直的。例如，若光电检测单元阵列中某一光电检测单元的检偏器被设计成水平（垂直）偏振，则其同一行左右相邻的两个光电检测单元及其同一列上下相邻的两个光电检测单元的检偏器的偏振方向被设计成垂直（水平）偏振。由此，对于可见光分集接收装置800的光电检测单元阵列中的每个光电检测单元804-k，其相关联的检偏器1102所的偏振方向与可见光分集发射装置100的LED阵列中对应的LED单元106-k的相关联的起偏器502的偏振方向是相同的。

图12是示出了根据本发明的一方面的可见光分集发射装置和可见光分集接收装置中的起偏器和检偏器的工作示意图。如图12所示，LED单元106-1的起偏器1的偏振方向与相对应的光电检测单元804-1的检偏器1的偏振方向是平行的，例如皆为垂直偏振，依此类推，LED单元106-K的起偏器K的偏振方向与相对应的光电检测单元804-K的检偏器K的偏振方向是平行的。虽然图10中示出各LED单元和各光电检测单元是一字排开的，且仅示出了两个LED单元和两个光电检测单元，但是这仅是为了更清楚地说明两者的对应关系的示意图。实践中，各LED单元和各光电检测单元以相同的排布方式排列成LED单元阵列和光电检测单元阵列。在可见光分集发射装置100和可见光分集接收装置800进行通信时，LED阵列与光电检测单元阵列对准，由此LED阵列中的LED单元对准相应的光电检测单元。

如图12所示，LED单元106-1发出的光透过起偏器1发射出去，到达光电检测单元804-1的检偏器1。由于光电检测单元804-1的检偏器1与LED单元106-1的起偏器1具有平行的偏振方向，所以光线能够透过检偏器1传给光电检测单元804-1。由于通信过程中，LED阵列与光电检测单元阵列可能未严格对准或者由于传输距离较远从而光线在传播过程中有一定发散，相邻LED单元例如LED单元106-2透过起偏器2发出的光信号也可能到达光电检测单元804-1的检偏器1。此时，由于LED单元106-2的起偏器2的偏振方向与光电检测单元804-1的检偏器1的偏振方向相垂直，所以LED单元106-2发出的光线不会透过检偏器1到达光电检测单元804-1，从而避免了干扰。

回到图11，抗扰光学单元1100还可包括耦接在检偏器1102之后的汇聚透镜1104。汇聚透镜1104可以是凸透镜或凸透镜组，以用于将检偏器1102传来的光汇聚到随后的光电检测单元以提高光电检测单元对光信号的检测质量。

以上示出了抗扰光学单元的说明性实例，然而上述配置并不是限制性的。例如，在图9的实施例中可以单独使用带通滤光片、在图12的实施例中可以单独使用起偏器、或者在可见光分集发射装置组合使用带通滤光片和起偏器的实施例中可以组合使用带通滤光片和检偏器等等，都在本发明的保护范围之内。

回到图8，可见光分集接收装置800还可包括解码控制单元806，该解码控制单元806连接至光电检测单元阵列中的各光电检测单元804-k，以用于接收分别由每个光电检测器单元804-k检出的信号以恢复出传输数据。在一实例中，各光电检测单元804-k对各自的光信号执行光电转换以将光信号转换成电信号，并将各自的电信号传给解码控制单元806。解码控制单元806对这些电信号执行必要的解调和解码恢复出每个光电检测单元804-k收到的数据部分，并根据每个数据部分中的位置标识符得到可见光分集发射装置100所传送的原始数据。

如图1和8所示，根据本发明的一方面，提供了一种可见光通信系统，所述可见光通信系统可以为基于可见光通信的门禁系统，包括光子客户端和光子接收端，光子客户端用于发射包含了开锁信息的可见光信号至所述光子接收端，所述光子接收端用于接收和解调来自所述光子客户端的可见光信号，并根据所述可见光信号里包含的解锁信息进行开锁等操作。所述光子客户端包括如图1所示的可见光分集发射装置100，所述光子接收端包括如图8所示的可见光分集接收装置800，所述可见光分集发射装置100的LED单元与所述可见光分集接收装置800的光电检测器单元一一对应，所述多个光电检测单元分别用于检测相对应的LED单元发出的光信号。当然，所述可见光通信系统还可以为的其他的基于可见光通信的系统，如可见光通信复用调制天线等，并不以本实施方式为限。

编码控制单元和解码控制单元可以通用处理器来实现，或者编码控制单元和解码控制单元中的编码和调制功能以及解码和解调功能也可由专用的编码器、调制器以及解码器和解调器来实现，这是本领域技术人员容易理解的。

本领域技术人员将领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (6)

1.一种基于LED阵列的可见光分集发射装置，包括：

LED阵列，所述LED阵列包括多个LED单元，所述多个LED单元中的每个LED单元连接至独立的驱动单元和用于使所述多个LED单元发出的光信号互不干扰的抗扰光学单元，每个LED单元发出的光信号通过相应的抗扰光学单元发射出去；以及

编码控制单元，所述编码控制单元连接至所述多个LED单元相应的驱动单元，用于向所述多个LED单元的各驱动单元分配原始数据的不同部分的独立的传输数据，所述传输数据还包括一位置标识符以标识所述传输数据在原始数据中所处的位置；

所述多个LED单元的抗扰光学单元包括带通滤光片、起偏器或光学准直透镜，当所述抗扰光学单元包括带通滤光片时，该多个LED单元的带通滤光片具有互不相同的通带，所述互不相同的通带对应不同的可见光光谱，当所述抗扰光学单元包括起偏器时，每相邻的两个LED单元的起偏器的偏振方向相互垂直。

2.如权利要求1所述的可见光分集发射装置，所述LED单元为一个单独的LED或由多个LED并联而成的LED组。

3.一种基于LED阵列的可见光分集接收装置，包括：

光电检测器阵列，所述光电检测器阵列包括多个光电检测器单元，所述多个光电检测器单元中的每个光电检测器单元连接至独立的用于使所述多个光电检测单元接收的光信号互不干扰的抗扰光学单元，每个光电检测器单元检测通过相应的抗扰光学单元接收到的光信号；以及

解码控制单元，所述解码控制单元连接至所述多个光电检测器单元，用于接收分别由所述多个光电检测器单元检出的信号并根据位置标识符以恢复出不同部分的传输数据。

所述多个光电检测器单元的抗扰光学单元包括带通滤光片、检偏器或汇聚透镜，当所述抗扰光学单元包括带通滤光片时，该多个光电检测器单元的带通滤光片具有互不相同的通带，所述互不相同的通带对应不同的可见光光谱，当所述抗扰光学单元包括检偏器时，每相邻的两个光电检测器单元的检偏器的偏振方向相互垂直。

4.如权利要求3所述的可见光分集接收装置，其特征在于，所述光电检测器单元为一个光电检测器或由多个光电检测器并联而成的光电检测器组。

5.一种可见光通信系统，包括如权利要求1或2所述的可见光分集发射装置和如权利要求3或4所述的可见光分集接收装置，所述可见光分集发射装置的LED单元与所述可见光分集接收装置的光电检测器单元一一对应，所述多个光电检测单元分别用于检测相对应的LED单元发出的光信号。

6.如权利要求5所述的可见光通信系统，其特征在于，所述可见光通信系统包括光子客户端和与所述光子客户端相匹配的光子接收端，所述光子客户端用于发射包含了预设信息的可见光信号至所述光子接收端，所述光子接收端用于接收和解调来自所述光子客户端的可见光信号，并根据所述可见光信号里包含的预设信息进行相关操作，所述光子客户端包括所述可见光分集发射装置，所述光子接收端包括所述可见光分集接收装置。