CN106059742A - 光通信上网设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光通信上网设备，包括：可见光接收单元，用于采集外部光源的光信号，并将所述光信号转换为数字基带信号；光源运算放大器，用于对所述数字基带信号进行信号放大；处理单元，用于对所述数字基带信号进行处理，以便将所述数字基带信号中的失真数据进行过滤；调制复用单元，用于将所述处理单元的输出转换为调光模拟信号；以及光源输出单元，根据所述调光模拟信号来调制LED照明源。
Description
技术领域
本发明涉及光通信上网设备，尤其涉及基于LiFi技术的光通信双工上网设备。
背景技术
目前，在一些封闭环境中，临时设备的上网主要有两种：(1)有线网络连接：即在临时附近需要提前布置网络接口，使用网线将设备连入互联网；(2)无线网络连接：有两种方式。一种是通过在设备内安装无线上网卡，通过运营商网络连入互联网。另一种是通过连入所属区域的WIFI，之后再连入互联网。
对于有线网络连接方式，由于大部分临时设备附近并没有布置网络接口，因此，二次布置的改造较大，成本也较高。对于无线网络连接方式，如采用无线网卡，对于放置在封闭式区域的临时设备，由于运营商的网络覆盖并不理想，这也将影响网络连接效果。对于连入所属wifi的方式，可能会受制于wifi的稳定性、传输速率，这也将影响支付的用户体验。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供了一种光通信上网设备，包括：可见光接收单元，用于采集外部光源的光信号，并将所述光信号转换为数字基带信号；光源运算放大器，用于对所述数字基带信号进行信号放大；处理单元，用于对所述数字基带信号进行处理，以便将所述数字基带信号中的失真数据进行过滤；调制复用单元，用于将所述处理单元的输出转换为调光模拟信号；以及光源输出单元，根据所述调光模拟信号来调制LED照明源。
在上述光通信上网设备中，所述处理单元包括：均衡处理单元，用于对所述数字基带信号中的失真进行校正；编码单元，其利用混合型HARQ进行信道编码；以及自适应传输单元，用于进行自适应发送和接收，对噪声、非平衡干扰和多径干扰进行控制。
上述光通信上网设备还可包括：有线网络接入单元，其配置成支持与外部网络的上行传输数据、下行下载数据通讯。
在上述光通信上网设备中，所述光源输出单元采用短余辉荧光粉的荧光型LED照明源。
在上述光通信上网设备中，所述光源运算放大器还配置成控制光源发射强度。
在上述光通信上网设备中，所述自适应传输单元为一自适应收发器，其中在发射端，其配置成借助信号处理器来完成对接收信号的实时控制，而在接收端，其配置成采用采用单一的光电检测器。
通过LiFi技术的光通信双工上网设备，不仅仅是解决了特定场所下网络通讯不稳定的问题，还设计出了一种支持上下行双工的光通信设备，解决了传统光通信设备的仅支持单工模式的问题，实现了LiFi技术的双工光通信应用。
附图说明
在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，本领域技术人员将会更清楚地了解本发明的各个方面。本领域技术人员应当理解的是：这些附图仅仅用于配合具体实施方式说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。
图1是根据本申请的一个实施例的光通信上网设备的结构示意图；
图2是根据本申请的一个实施例的光源运算放大器的结构示意图；
图3是根据本申请的一个实施例的可见光接收单元的结构示意图；以及
图4是根据本申请的一个实施例的调制复用单元的结构示意图。
具体实施方式
下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其它实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在部分特定的场合中，现有的网络设备已无法满足社会的需要。如自动售货机，作为消费者购买零食、饮料的重要自助设备，由于单独摆放的原因，且放置的主要场所为地铁、运动场馆、商务写字楼等，目前主要以接收现金零钱为主，虽然有部分支持手机支付，但由于网络信号的原因，支付体验时常不佳，购买过程不方便。
本申请考虑了一种基于LiFi技术的光通信双工上网设备。通过该设备，将解决特定场合下网络通信不佳的物理条件限制，通过与支持LiFi技术的光源设备交互，实现与云端服务器通讯，进而为消费者提供方便、快捷的支付服务。
根据本申请的一个方面，提供了一种光通信上网设备，包括：可见光接收单元，用于采集外部光源的光信号，并将所述光信号转换为数字基带信号；光源运算放大器，用于对所述数字基带信号进行信号放大；处理单元，用于对所述数字基带信号进行处理，以便将所述数字基带信号中的失真数据进行过滤；调制复用单元，用于将所述处理单元的输出转换为调光模拟信号；以及光源输出单元，根据所述调光模拟信号来调制LED照明源。
图1是根据本申请的一个实施例的光通信上网设备的结构示意图。如图1所示，光通信上网设备包括光源输出单元、光源运算放大器、可见光接收单元、调制复用单元、均衡处理单元、编码单元、自适应传输单元以及有线网络接入单元。
在一个实施例中，光源输出单元将采取短余辉荧光粉的荧光型LED照明源，通过减小结面积来降低结电容提高调制速率。
在一个实施例中，光源运算放大器配置成控制光源发射强度的精准控制元器件，其电路图如图2所示。在图2中，ABCD为操作员控制按键，分别表示光源输出的强度，可分为8档。G/T作为本运算放大器的开关，确保光源的开启、闭合。
在一个实施例中，可见光接收单元即为接收外部光源的探测技术单元（光传感器设备）。为了保证传感器较高的灵敏度，其可采取如3所示的架构。在图3中，D1\D2为光感二极管，采集外部光源，通过光源频率的变化，发光二极管产生电压，并激活数字电路。感应单元的测量范围为0-1000lx，响应时间为Tr+Tf=4μS。
在一个实施例中，调制复用单元配置成将光可见光接收单元的数字信息转换成模拟信号。例如，其配置成根据如图4所示的处理逻辑，采用基带脉冲对载波波形某个参数进行控制，形成适合于线路传送的信号。基带信号的1选择输出f1 方波，信号0选择输出f2方波，然后将f1和f2 相加即得到调制后的2FSK 信号，然后将该信号转换为LED 灯的调光信号输出。
在一个实施例中，均衡处理单元主要是对于基带传输信号存在失真的校正单元。在一个实施例中，校正处理采用与滤波器串联的方式，以补偿基带信号的幅频和相频的完整性。
在一个实施例中，编码单元采用的编码技术为信道编码，如混合型HARQ，该编码技术技能支持检错又能支持纠错，主要采用前向纠错编码（FEC）和自动重传请求（ARQ）相结合而形成。
在一个实施例中，自适应传输单元采用自适应收发器的设计方案。在发射端，自适应传输单元借助一个信号处理器来完成对接收信号的实时控制。因此，对噪声、非平衡干扰、多径干扰可以进行有效的控制。在接收端，它采用单一的光电检测器来简化对光前端的设计。该设计方案采用定向机制将更多的光能量集中到单一信道，降低了环境噪声对设备性能的影响。
在一个实施例中，有线网络接入单元充当与外部互联网的通讯出入口，它支持与外部网络的上行传输数据、下行下载数据通讯。
综上，本申请的光通信上网设备不仅解决了特定场所下网络通讯不稳定的问题，还给出了一种支持上下行双工的光通信设备，解决了传统光通信设备的仅支持单工模式的问题，实现了LiFi技术的双工光通信应用。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种光通信上网设备，包括：
可见光接收单元，用于采集外部光源的光信号，并将所述光信号转换为数字基带信号；
光源运算放大器，用于对所述数字基带信号进行信号放大；
处理单元，用于对所述数字基带信号进行处理，以便将所述数字基带信号中的失真数据进行过滤；
调制复用单元，用于将所述处理单元的输出转换为调光模拟信号；以及
光源输出单元，根据所述调光模拟信号来调制LED照明源。
2.如权利要求1所述的光通信上网设备，其中，所述处理单元包括：
均衡处理单元，用于对所述数字基带信号中的失真进行校正；
编码单元，其利用混合型HARQ进行信道编码；以及
自适应传输单元，用于进行自适应发送和接收，对噪声、非平衡干扰和多径干扰进行控制。
3.如权利要求1所述的光通信上网设备，还包括：
有线网络接入单元，其配置成支持与外部网络的上行传输数据、下行下载数据通讯。
4.如权利要求1所述的光通信上网设备，其中，所述光源输出单元采用短余辉荧光粉的荧光型LED照明源。
5.如权利要求1所述的光通信上网设备，其中，所述光源运算放大器还配置成控制光源发射强度。
6.如权利要求2所述的光通信上网设备，其中，所述自适应传输单元为一自适应收发器，其中在发射端，其配置成借助信号处理器来完成对接收信号的实时控制，而在接收端，其配置成采用采用单一的光电检测器。
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