ES2582670T3 - Sistema para la comunicación óptica de datos en el espacio libre, basado en niveles de potencia discretos - Google Patents

Sistema para la comunicación óptica de datos en el espacio libre, basado en niveles de potencia discretos Download PDF

Info

Publication number
ES2582670T3
ES2582670T3 ES13152787.1T ES13152787T ES2582670T3 ES 2582670 T3 ES2582670 T3 ES 2582670T3 ES 13152787 T ES13152787 T ES 13152787T ES 2582670 T3 ES2582670 T3 ES 2582670T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
emitters
groups
radiation
different
powers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES13152787.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Thilo Fath
Christian Blümm
Josef Schalk
Nikolaus Peter Schmitt
Christoph Heller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Airbus Defence and Space GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Defence and Space GmbH filed Critical Airbus Defence and Space GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2582670T3 publication Critical patent/ES2582670T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/1141One-way transmission

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

Sistema para la comunicación óptica de datos en el espacio libre mediante señales digitales con un dispositivo transmisor (12) y con un receptor óptico (14) usando varias etapas distintas de potencias de radiación emitidas, en el que el dispositivo transmisor (12) comprende varios grupos de emisores (38) que pueden conectarse/desconectarse, que pueden ser excitados paralelamente en cada caso para la emisión de distintas potencias de radiación fijas, estando formada la totalidad de la potencia de radiación emitida por el dispositivo transmisor (12) por la suma de las potencias de radiación emitidas por todos los grupos de emisores (38), caracterizado por que para la transmisión de un vector de bits (b0 B bn), el grupo de emisores (38) asignado al bit (b0) de mayor valor emite una potencia de radiación máxima Pmáx y los grupos de emisores (38) asignados a los bits de menor valor (b1 B bn) del vector de bits emiten las siguientes potencias de radiación: Px >= Pmáx / 2x con x >= 1Bn.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Sistema para la comunicacion optica de datos en el espacio libre, basado en niveles de potencia discretos
La invencion se refiere a un sistema para la comunicacion optica de datos en el espacio libre mediante senales digitales entre un dispositivo transmisor optico y un receptor optico mediante radiacion optica modulada, por medio de una disposicion de emisores que emite radiacion en varios niveles de potencias de radiacion distintas, estando formado el soporte de informacion por la potencia de radiacion de la radiacion emitida.
Los sistemas de procesamiento de datos moviles modernos requieren grandes anchos de banda de transmision de datos para aplicaciones cono el acceso a Internet o para un streaming de audio y/o de video de alta calidad. En la actualidad, la transmision de datos se realiza principalmente en la banda de radiofrecuencia (RF), pero el creciente numero de este tipo de sistemas de transmision de datos conduce a un creciente agotamiento de las bandas de frecuencias disponibles. Por lo tanto, se estan haciendo esfuerzos para realizar una transmision de datos de este tipo mediante sistemas de comunicacion optica de datos en el espacio libres. En estos, la transmision de datos entre un transmisor optico y un receptor optico se realiza mediante la modulacion de la potencia de radiacion (o potencia de salida optica o intensidad de luz) emitida por el transmisor. Para ello, se aprovecha principalmente un enlace visual directo entre el transmisor y el receptor. Pero tambien es posible realizar una transmision optica a traves de luz dispersa. Otra ventaja de los sistemas de comunicacion optica de datos en el espacio libre de este tipo consiste en que se pueden cumplir requerimientos estrictos en cuanto a la compatibilidad electromagnetica (EMC) como por ejemplo en hospitales o plantas industriales sensitivas.
La forma mas sencilla de transmision de datos optica es la transmision de datos binaria mediante una fuente de radiacion pulsada, es decir, la conexion y desconexion de la fuente de radiacion o un funcionamiento con dos intensidades de luz distintas. De esta forma, sin embargo, se puede realizar solo una velocidad de datos limitada. Ademas, estos sistemas tienen problemas con efectos de recepcion multicanal en caso de condiciones de transmision difusas.
En cambio, el llamado procedimiento de multiplexado por division de frecuencia ortogonal (OFDM, orthogonal frequency division multiplexing) es un procedimiento de transmision adecuado en el que incluso en situaciones de recepcion por multiples canales se consiguen altas velocidades de transmision. Una gran desventaja de este procedimiento es la necesidad de emplear complejos dispositivos transmisores (ya sea en el espectro radioelectrico o en el espectro optico) con una linealidad muy alta y un gran volumen dinamico. Para la transmision optica en el espacio libre generalmente se usan diodos laser o lEd en el espectro visible o infrarrojo, porque solo estos son lo suficientemente rapidos para convertir una corriente electrica modulada con varios MHz en una potencia de radiacion modulada. La desventaja principal de los LED consiste en que la relacion entre la potencia de radiacion emitida y la corriente electrica es altamente no lineal. Especialmente en combinacion con el procedimiento OFDM son problematicas las no linealidades resultantes y conducen a malas relaciones senal/ruido (SNR) o malas relaciones SINR (signal to Interference plus Noise Ratio) y, por consiguiente, a una calidad de transmision reducida, si no se toman medidas tecnicas complejas para la linealizacion. Ademas, los dispositivos emisores convencionales de este tipo necesitan convertidores digital-analogico y amplificadores de transconductancia que con una alta frecuencia y ancho de banda presenta una baja eficiencia energetica.
Por el documento DE102007043255A1 se dio a conocer una disposicion generica en la que existen tantos emisores de radiacion como valores discretos a transmitir. Por ejemplo, para la transmision de una senal de 8 bits son 255 emisores.
Por los documentos US2009/0297167A1, US2002/0126338, US6775480B1 y WO2008/001262A1 se dieron a conocer sistemas para la comunicacion optica de datos con un dispositivo transmisor y un receptor optico, en el que el dispositivo transmisor comprende un modulador para modificar la radiacion emitida.
Por lo tanto, la invencion tiene el objetivo de evitar las ventajas mencionadas anteriormente y proporcionar un dispositivo transmisor para la comunicacion optica de datos en el espacio libre que se pueda fabricar con un gasto constructivo reducido y un bajo consumo de energia.
La solucion de este objetivo resulta de las caracteristicas de la reivindicacion 1. Variantes y formas de realization ventajosas son objeto de las reivindicaciones dependientes. Mas caracteristicas, posibilidades de aplicacion y ventajas de la invencion resultan de la siguiente description y de la explication de ejemplos de realizacion de la invencion que estan representados en las figuras.
Especialmente, el objetivo se consigue por que se pone a disposicion un dispositivo transmisor para la comunicacion optica de datos en el espacio libre con un receptor optico mediante radiacion optica modulada por medio de una disposicion de emisores que emite la radiacion en varios niveles de diferentes potencias de radiacion. El soporte de informacion se forma por la potencia de la radiacion emitida. La disposicion de emisores descrita comprende varios elementos emisores que se pueden conectar/desconectar y que pueden ser excitados paralelamente en grupos de emisores para la emision de diferentes potencias de radiacion fijas, siendo formada la potencia de radiacion total
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
emitida por la disposicion de emisores por la suma de las potencias de radiacion emitidas por todos los elementos emisores. Para la transmision de un vector de bits (bo ...bn), a cada bit esta asignado un grupo de emisores, emitiendo el GE asignado al bit bo de mayor valor una potencia de radiacion maxima Pmax y emitiendo los grupos de emisores asignados a los bits de menor valor (bi .bn) del vector de bits las siguientes potencias de radiacion:
Px _ P max / 2x con x = 1...n.
De esta manera, con una construccion sencilla se consigue una transmision de datos digitales mediante la transmision analogica de ondas electromagneticas (ondas de luz) que presenta una linealidad muy alta. Dicho de otra manera, se puede realizar un convertidor digital-analogico altamente lineal que sobre la base de una senal de entrada digital emite una intensidad de luz analogica.
Esta solucion permite de manera ventajosa aprovechar el pleno marco dinamico de LED o diodos laser, lo que conduce a una utilization mas economica de la potencia de transmision. Ademas, se reducen considerablemente los costes y la complejidad del dispositivo transmisor, ya que no se requieren ni el convertidor digital-analogico ni complejos dispositivos de regulation de corriente suficientemente rapidos. Dado que por el sistema se ha eliminado la problematica de la no linealidad, se suprimen complejos circuitos de linealizacion y tecnicas de correction, por lo que es posible un dispositivo transmisor economico y de construccion sencilla. Finalmente, por la problematica eliminada de la no linealidad mejora la relation senal/ruido durante la transmision optica de datos, por lo que se puede aumentar la velocidad de datos y/o el margen de transmision.
Segun una variante ventajosa de la invention, cada uno de los grupos de emisores se compone de uno o varios diodos emisores de luz (LED) o diodos laser que preferentemente estan conectados en serie para aumentar la potencia de radiacion. Estos pueden irradiar en el espectro visible o infrarrojo.
Segun una variante ventajosa de la invencion, cada uno de los grupos de emisores se hace funcionar para la emision de distintas potencias de radiacion con potencias de salida opticas diferentes. Es posible o bien reunir un numero igual de emisores formando un grupo y, segun el grupo, hacerlos funcionar con corrientes electricas distintas, o bien hacer funcionar un numero distinto de emisores por grupo respectivamente con las mismas corrientes electricas. Las corrientes electricas pueden proporcionarse por ejemplo a traves de prerresistencias adaptadas o dispositivos de corriente constante. Esta configuration del dispositivo transmisor resulta ventajosa por ejemplo en caso de usar el tipo de modulation OFDM.
Segun una variante ventajosa de la invencion, cada uno de los grupos de emisores presenta para la emision de diferentes potencias de radiacion un numero distinto de emisores. Por ejemplo, un grupo de emisores puede componerse de solo un emisor, otro de dos, otro de cuatro emisores etc.
Segun una variante ventajosa de la invencion, al menos algunos de los grupos de emisores presentan para la emision de potencias de radiacion distintas, tipos de emisores distintos que emiten potencias de radiacion distintas. De esta manera, con un bajo gasto constructivo se puede conseguir un funcionamiento optimo de los elementos emisores que presentan potencias de radiacion muy distintas.
Segun una variante ventajosa alternativa de la invencion, las potencias de salida optica de los grupos de emisores individuales son respectivamente identicas. En este caso, se reunen logicamente diferentes numeros de grupos de emisores (p.ej. 1,2, 4, 8,.) y se conectan y desconectan juntos como grupo reunido, a traves de los respectivos bits (bo ... bn) individuales del vector de bits. Por lo tanto, los grupos individuales se vuelven a reunir en supergrupos que se conectan/desconectan juntos. Por ejemplo, un primer supergrupo U1 se compone de un grupo de emisores, un segundo supergrupo U2 se compone de dos grupos de emisores, un tercer supergrupo U3 se compone de cuatro grupos de emisores etc. De esta manera, resulta a su vez una graduation segun Px = Pmax / 2x. La ventaja es que todos los grupos de emisores pueden ser de construccion identica, es decir que las distintas prerresistencias pueden ser todas identicas y no tienen que adaptarse unas a otras para realizar Px = Pmax / 2x. Por lo tanto, esta solucion reduce el gasto de implementation. Ademas, en este caso, se puede renunciar a un ajuste de precision de las potencias de transmision optica de los grupos de emisores individuales como se ha mencionado anteriormente.
Segun una variante ventajosa alternativa de la invencion, las potencias de salida optica de los distintos grupos de emisores igualmente son identicas, pero no se reunen formando grupos logicos adicionales. En este caso, los datos que han de ser transmitidos son representados por el numero de grupos de emisores activos. Para ello, la representation decimal del vector de bits (bo .bn) determina el numero de grupos de emisores que han de conectarse: por ejemplo, el vector de bits "1 0 1 1" corresponderia a un "11", de manera que por consiguiente se activarian 11 grupos de emisores. Esta configuracion del dispositivo transmisor resulta adecuada especialmente para el procedimiento de modulacion PAM (modulacion por amplitud de impulsos).
Segun una variante ventajosa de la invencion, los emisores del grupo de emisores estan dispuestos en una matriz, estando dispuestos los emisores pertenecientes a un grupo de emisores en una diagonal o paralela a la matriz. De esta manera, se puede conseguir para la totalidad de la intensidad de luz irradiada una buena homogeneidad
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
sustancialmente independientemente de cuales de los grupos de emisores esten conectados y cuales esten desconectados.
Segun una variante ventajosa alternativa de la invencion, los emisores se encuentran en varias disposiciones poligonales concentricas unas respecto a otras. Preferentemente, los emisores del grupo de emisores que se hace funcionar con la potencia de radiacion mas alta forman una disposition poligonal interior y los emisores de los grupos de emisores que se hacen funcionar con potencias de radiacion mas bajas forman entre si alternando al menos una disposicion poligonal exterior y, dado el caso, disposiciones poligonales exteriores adicionales. Tambien con esta realization se consigue para la totalidad de la intensidad de luz irradiada una buena homogeneidad sustancialmente independientemente de cuales de los grupos de emisores esten conectados y cuales esten desconectados.
Segun una variante ventajosa de la invencion se proporciona un dispositivo transmisor para la comunicacion optica de datos en el espacio libre que comprende un dispositivo transmisor segun unas de las formas de realizacion descritas anteriormente, presentando el dispositivo un ancho de banda de excitation de 5 a 50 MHz.
Segun una variante ventajosa de la invencion, en el dispositivo transmisor se aplica el procedimiento de modulation OFDM (multiplexado por division de frecuencia ortogonal) o el procedimiento de modulacion OFDMA (orthogonal frequency division multiple access). Ambos procedimientos permiten velocidades de datos muy altas. Alternativamente, tambien se pueden aplicar otros procedimientos de modulacion basados en diferentes niveles de intensidad.
Segun una variante ventajosa de la invencion, en el dispositivo transmisor se usa el procedimiento de transmision CDMA (code division multiple access) o una variante de este.
Segun una variante ventajosa de la invencion, en el dispositivo transmisor se usa el procedimiento de modulacion PAM (modulacion por amplitud de impulsos) u otro procedimiento de modulacion basado en diferentes niveles de intensidad. Esto ofrece la ventaja de una facil implementation y realizabilidad del procesamiento digital de senales en el lado del transmisor y en el lado del receptor.
Segun una variante ventajosa de la invencion, en el dispositivo transmisor se usan procedimientos de modulacion de un solo soporte tales como PSK (Phase Shift Keying) o GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). Estos ofrecen la ventaja de una envolvente constante de la senal de transmision, de manera que no resulta ninguna problematica en cuanto al Peak-to-Average-Power-Ratio (PAPR), como por ejemplo en OFDM.
Segun una variante ventajosa de la invencion, los elementos emisores son diodos emisores de luz (LED). Segun otra variante ventajosa, como elementos emisores se usan diodos laser. Basicamente, como elementos emisores se puede usar tambien cualquier otra fuente de radiacion optica, tambien futura, siempre que presente el ancho de banda de excitacion requerida. Las aplicaciones preferibles de la invencion son en un avion, un automovil o en los ambitos del hogar o la oficina.
Mas ventajas, caracteristicas y detalles resultan de la siguiente description en la que esta descrito en detalle al menos un ejemplo de realizacion - haciendo referencia al dibujo. Las caracteristicas descritas y/o representadas graficamente constituyen el objeto de la invencion por si solas o en cualquier combination adecuada. Las piezas identicas, similares y/o con la misma funcion estan provistas de los mismos signos de referencia.
Muestran:
la figura 1: la figura 2: la figura 3 la figura 4 la figura 5:
una vista general esquematica de un sistema de transmision optica de datos; una representation esquematica de un dispositivo transmisor convencional; una representacion esquematica de un dispositivo transmisor segun la invencion; una representacion de una primera disposicion de emisores; una representacion de una segunda disposicion de emisores.
La figura 1 muestra una vista general esquematica de un sistema de transmision de datos optica 10 que comprende un dispositivo transmisor 12 y un dispositivo receptor 14. Al dispositivo transmisor 12 se suministra una corriente de datos 16 digital a transmitir que llega a un modulador 18 que convierte la corriente de datos 16 en una senal que puede ser transmitida por medio de un rayo optico. La salida del modulador 18 es solamente una senal digital. Para tecnicas de modulacion diferentes a un circuito de conexion/desconexion, puede ser un vector transmisor que represente un valor de senal analogica. Un dispositivo transmisor (superestructura de transmisor; Front End) 20 convierte el vector transmisor en una senal optica real (una intensidad de luz o potencia de radiacion emitida) por el control de una fuente de radiacion 22 adecuada (emisor). La radiacion 24 emitida por la fuente de radiacion 22 es captada por un detector de radiacion 26 adecuado, convertida en senales electricas y suministrada a una superestructura de reception 28. Un ejemplo de un detector de radiacion 26 es un fotodiodo que convierte potencia optica en una corriente electrica. La superestructura de recepcion 28 amplifica y filtra la senal de recepcion y a continuation la convierte en una senal digital que es procesada en el desmodulador 30 situado a continuation. El
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
demodulador 30 reproduce la corriente de datos a transmitir y la suministra para su uso subsiguiente.
La figura 2 muestra una representacion esquematica de un dispositivo transmisor convencional en el que la senal del modulador 18 se convierte, por medio de un convertidor digital-analogico 34, en una tension analogica que a su vez se convierte, por medio de un amplificador de transconductancia 36, en una senal de corriente que excita la fuente de radiacion 22, en el ejemplo representado la fila de LED.
En la figura 3 esta representada una representacion esquematica de un dispositivo transmisor segun la invencion que se compone sustancialmente de un numero N+1 de grupos de emisores 38 (Do - Dn). Cada grupo de emisores Di se compone de un numero de emisores de radiacion 39 conectados en serie y se pone en una potencia de radiacion constante respectivamente por medio de una resistencia en serie Ri propia. El numero de emisores de radiacion 39 conectados en serie puede ser distinto para cada grupo de emisores 38. Suponiendo que Pmax corresponde a la maxima potencia de radiacion posible de un grupo de emisores 38, la resistencia en serie Ro se ajusta de tal forma que con una conmutacion correspondiente del conmutador semiconductor So se genere esta potencia de radiacion maxima Pmax en el grupo de emisores Do. Los grupos de emisores Di a Dn se hacen funcionar con corrientes correspondientemente bajas, de manera que la potencia de radiacion emitida en el grupo de emisores Di: Pi = Pmax/2, en el grupo de emisores D2: P2 = Pmax/4, y en el grupo de emisores Dn: Pn = Pmax/2N.
El grupo de emisores Do se conecta o se desconecta por medio del conmutador semiconductor So segun el bit de mayor valor del vector de bits generado por el modulador 18. De manera correspondiente, el grupo de emisores Di se conmuta por medio del conmutador semiconductor Si segun el bit de segundo mayor valor del vector de bits. Esto es valido de forma analoga para los demas grupos de emisores D2 a Dn. De manera correspondiente, el circuito representado en la figura 3 se comporta como un convertidor directo entrada digital a salida analoga con una resolucion de N+1 bits. N se puede elegir discrecionalmente segun la resolucion deseada.
Para N resultan adecuados valores de 2 a 10.
Las potencias de radiacion de los grupos de emisores 38 individuales deberian ajustarse de forma muy exacta mediante el ajuste de las resistencias en serie Ri correspondientes, por ejemplo usando un medidor de radiacion, para que la radiacion superpuesta de todos los grupos de emisores 38 presente la maxima linealidad posible.
Los conmutadores semiconductores So a Sn empleados deberian ser conmutadores de estado solido rapidos tales como transistores o conmutadores MOSFET.
Por ejemplo para la transmision de un vector de bits (0,1,0,1,1,0,0,1), es decir, en este ejemplo se supone que N=7, los conmutadores semiconductores So, S2, S5, S6 estan bloqueados, es decir abiertos, mientras que los conmutadores semiconductores restantes Si, S3, S4, S7 conducen y por tanto circula corriente por los grupos de emisores Di, D3, D4, D7 y estos emiten respectivamente luz con intensidades individuales predefinidas. La totalidad de la radiacion emitida por los grupos de emisores Di, D3, D4, D7 es proporcional al valor analogico del vector de bits. A continuacion, para la transmision del vector de bits siguiente, los grupos de emisores correspondientes se conmutan para conducir o se bloquean. Preferentemente, la transmision de datos se realiza con un ancho de banda o una frecuencia de conmutacion de los conmutadores semiconductores de aprox. 5 a 100 MHz.
La figura 4 muestra una primera disposicion de emisores 40a para un vector de 6 bits que se compone de diodos emisores de luz o diodos laser, individuales, de todos los grupos de emisores 38. Esta disposicion de emisores 40a se compone de varias disposiciones poligonales concentricas (aqui disposiciones hexagonales) 42a, 42b, 42c de LED. En la disposicion hexagonal 42a mas interior estan dispuestos los seis LED del grupo de emisores Do con la potencia Po. En la segunda disposicion hexagonal 42b dispuesta al exterior con respecto a esta estan dispuestos los 12 LED de los grupos de emisores Di y D2 con la potencia correspondiente Pi y P2. En la tercera disposicion hexagonal 42c dispuesta al exterior con respecto a esta estan dispuestos los 18 LED de los grupos de emisores D3, D4 y D5 con sus potencias correspondientes P3, P4 y P5.
Mas al exterior se pueden prever disposiciones poligonales adicionales con emisores adicionales. Se deberian emplear preferentemente emisores con un angulo de radiacion ancho.
La figura 5 muestra una segunda disposicion de emisores 40b que igualmente se compone de diodos emisores de luz o diodos laser individuales de todos los grupos de emisores 38. En esta disposicion de emisores 40b, los primeros seis emisores del grupo de emisores Do con la potencia Po forman una diagonal 44a de una matriz o de un rectangulo o cuadrado de emisores individuales. Ademas, cinco emisores del grupo de emisores Di con la potencia Pi forman una serie 44b paralelamente al lado de la diagonal 44a, y otros cinco emisores del grupo de emisores D2 con la potencia P2 forman otra serie 44c paralelamente al otro lado de la diagonal 44a etc., disponiendose los emisores restantes de los distintos grupos en diagonales adicionales situadas mas al exterior.
Lista de signos de referencia
10 Sistema de transmision de datos
10
15
12
Dispositivo transmisor
14
Dispositivo receptor
16
Corriente de datos
18
Modulador
20
Superestructura de transmisor
22
Fuente de radiacion
24
Radiacion
26
Detector de radiacion
28
Superestructura de recepcion
30
Desmodulador
32
Senal digital
34
Convertidor digital-analogico
36
Amplificador de transconductancia
38
Grupo de emisores
39
Emisor de radiacion
40a,b
Disposicion de emisores
42a,b,c
Disposicion poligonal
44a,b,c
Diagonal

Claims (16)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Sistema para la comunicacion optica de datos en el espacio libre mediante senales digitales con un dispositivo transmisor (12) y con un receptor optico (14) usando varias etapas distintas de potencias de radiacion emitidas, en el que el dispositivo transmisor (12) comprende varios grupos de emisores (38) que pueden conectarse/desconectarse, que pueden ser excitados paralelamente en cada caso para la emision de distintas potencias de radiacion fijas, estando formada la totalidad de la potencia de radiacion emitida por el dispositivo transmisor (12) por la suma de las potencias de radiacion emitidas por todos los grupos de emisores (38), caracterizado por que para la transmision de un vector de bits (bo ... bn), el grupo de emisores (38) asignado al bit (bo) de mayor valor emite una potencia de radiacion maxima Pmax y los grupos de emisores (38) asignados a los bits de menor valor (b1 ... bn) del vector de bits emiten las siguientes potencias de radiacion : Px — Pmax / 2x con x — 1 ...n.
  2. 2. Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado por que cada uno de los grupos de emisores (38) se forma mediante uno o varios elementos emisores (39) que se componen de diodos emisores de luz (LED), diodos laser o una mezcla de ambos.
  3. 3. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que grupos de emisores (38) individuales pueden hacerse funcionar con corrientes electricas o potencias electricas de entrada distintas para emitir potencias de radiacion diferentes.
  4. 4. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las corrientes de los grupos de emisores (38) estan elegidas de tal forma que las potencias de salida opticas de los distintos grupos de emisores (38) son identicas en cada caso, estando realizados los diferentes niveles de la potencia de salida optica total emitida mediante la reunion de grupos de emisores (38) individuales formando grupos logicos con un numero de grupos de emisores individuales distinto o mediante el numero total de los grupos de emisores (38) activados.
  5. 5. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que grupos de emisores (38) individuales presentan un numero de emisores (39) distinto para la emision de potencias de radiacion diferentes.
  6. 6. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que grupos de emisores (38) individuales presentan un numero identico de emisores (39) para la emision de potencias de radiacion diferentes.
  7. 7. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, para la emision de potencias de radiacion diferentes, al menos algunos de los grupos de emisores (38) presentan tipos de emisores (39) distintos que emiten potencias de radiacion diferentes.
  8. 8. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los elementos emisores (39) se disponen de tal forma en el espacio que a lo largo de la seccion transversal del rayo se consigue una maxima homogeneidad de la potencia irradiada.
  9. 9. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los emisores (39) estan dispuestos en una matriz, estando dispuesto el grupo de emisores perteneciente a un bit en una fila de matriz o una diagonal de matriz (44) y/o en una paralela respecto a ello.
  10. 10. Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los emisores (39) se encuentran en varias disposiciones poligonales (42) concentricas unas respecto a otras.
  11. 11. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los emisores (39) del grupo de emisores (38) que se hace funcionar con la potencia de radiacion mas alta forman una disposicion poligonal interior (42a), los grupos de emisores (38) con menores potencias de radiacion forman, alternando entre ellos con respecto a su potencia de radiacion en comparacion con la disposicion poligonal interior (42a) (mayor/menor), al menos una disposicion poligonal exterior (42b) y, dado el caso, disposiciones poligonales exteriores (42c) adicionales.
  12. 12. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que presenta un ancho de banda de excitacion de 5 MHz a 100 MHz.
  13. 13. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se puede hacer funcionar mediante un procedimiento de modulacion OFDM (multiplexado por division de frecuencia ortogonal), OFDMA o una variante de estos.
  14. 14. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se puede hacer funcionar mediante un procedimiento de modulacion PAM (modulacion por amplitud de impulsos) u otro procedimiento de modulacion basado en diferentes niveles de intensidad.
  15. 15. Sistema segun una o varias de las reivindicaciones 6 a 14, caracterizado por que los emisores (39) son diodos
    emisores de luz y/o diodos laser.
  16. 16. Vehnculo aereo con un dispositivo transmisor para la comunicacion optica de datos en el espacio libre con un receptor optico, caracterizado por que presenta un dispositivo transmisor (12) segun una de las reivindicaciones 5 anteriores 1 a 15.
ES13152787.1T 2012-01-26 2013-01-25 Sistema para la comunicación óptica de datos en el espacio libre, basado en niveles de potencia discretos Active ES2582670T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012001398.1A DE102012001398B4 (de) 2012-01-26 2012-01-26 Sendevorrichtung zur optischen Freiraum-Datenkommunikation basierend auf diskreten Leistungspegeln nebst Verwendung
DE102012001398 2012-01-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2582670T3 true ES2582670T3 (es) 2016-09-14

Family

ID=47632857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES13152787.1T Active ES2582670T3 (es) 2012-01-26 2013-01-25 Sistema para la comunicación óptica de datos en el espacio libre, basado en niveles de potencia discretos

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8824896B2 (es)
EP (1) EP2621111B1 (es)
DE (1) DE102012001398B4 (es)
ES (1) ES2582670T3 (es)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9048950B2 (en) * 2010-07-07 2015-06-02 LGS Innovations LLC Multiple-input method and apparatus of free-space optical communication
BR112014016819B1 (pt) 2012-01-09 2022-08-23 Attochron, Llc Comunicação óptica sem fio ponto-a-ponto e ponto-a-multiponto usando fontes de laser de pulso ultracurto
US20140293393A1 (en) 2013-03-28 2014-10-02 Barthelemy Fondeur Flat-top tunable filter
DE102013113023A1 (de) * 2013-11-25 2015-05-28 Reiner Kunz Innovative Operationsleuchte für Operationsräume, welche zu einem Datenaustausch mit anderen Operationsraum-Geräten in der Lage ist
WO2017139317A1 (en) * 2016-02-09 2017-08-17 Lumeova, Inc Ultra-wideband, wireless optical high speed communication devices and systems
FR3067532B1 (fr) * 2017-06-12 2019-06-21 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Emetteur a modulation m-pam pour systeme de communication optique sans fil
DE102017120006A1 (de) * 2017-08-31 2019-02-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Datenübertragung und Übertragungssystem
EP4327119A1 (en) * 2021-04-23 2024-02-28 OSRAM GmbH Amplitude shift keying lidar

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6775480B1 (en) * 1998-09-10 2004-08-10 Nortel Networks Limited Free space optical interconnect system
US7116906B2 (en) * 2001-03-06 2006-10-03 Incucomm, Inc. Wireless optical system for high bandwidth communications
EP1860799A1 (en) * 2002-10-24 2007-11-28 Nakagawa Laboratories, Inc. Illumination light communication device
EP1696586A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-30 Sony Deutschland GmbH Method for wireless optical transmission of data and wireless optical data transmission system
CN101479966B (zh) * 2006-06-28 2012-04-18 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于对发光设备的光发射进行调制的方法和设备
DE102007043255B4 (de) * 2007-09-11 2016-09-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zur Aussendung von Daten
KR101612127B1 (ko) * 2009-08-14 2016-04-14 삼성전자주식회사 가시광 통신 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012001398B4 (de) 2015-09-24
US8824896B2 (en) 2014-09-02
DE102012001398A1 (de) 2013-08-01
EP2621111B1 (de) 2016-04-20
EP2621111A1 (de) 2013-07-31
US20130195464A1 (en) 2013-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2582670T3 (es) Sistema para la comunicación óptica de datos en el espacio libre, basado en niveles de potencia discretos
US11342998B2 (en) Linearized optical digital-to-analog modulator
Yu et al. Visible light communication system technology review: Devices, architectures, and applications
WO2011118097A1 (ja) 可視光通信用送信機及び可視光通信システム
US10122451B2 (en) Information beamforming for visible light communication
WO2013042284A1 (en) Optical output device and method for controlling an optical transmitter
US8295441B2 (en) Multicathode X-ray tube
US9432117B2 (en) Visible light communication apparatus and method of visible light communication
KR20110097808A (ko) 가시광 통신시스템, 송신장치, 및 신호 전송 방법
Chi et al. Violet laser diode enables lighting communication
ES2821048T3 (es) Procedimiento de atenuación para comunicaciones con luz visible
US8311413B2 (en) High power efficiency optical-wireless transmitter
US20170104541A1 (en) Digital Optical Modulator for Programmable n-Quadrature Amplitude Modulation Generation
Jalajakumari et al. An energy efficient high-speed digital LED driver for visible light communications
Murata et al. Digital color shift keying with multicolor LED array
US20080230684A1 (en) Gain Control System for Visible Light Communication Systems
Manousiadis et al. Demonstration of 2.3 Gb/s RGB white-light VLC using polymer based colour-converters and GaN micro-LEDs
Parikh et al. Wirelessly transmitting a grayscale image using visible light
Figueiredo et al. Consumer LED lamp with ODAC technology for high-speed visible light communications
Das et al. Performance of color-independent OFDM visible light communication based on color space
Yew et al. Performance of an experimental optical DAC used in a visible light communication system
US10498452B1 (en) Integrated light emitting diode device for optical communication systems
Du et al. Visible light communications using spatial summing PAM with LED array
ES2420138T3 (es) Un procedimiento de transmisión de señales de datos usando un amplificador de potencia en modalidad conmutada, un amplificador de potencia en modalidad conmutada y una red de comunicación para los mismos
KR20180042741A (ko) 와이파이 기반의 상향링크 피드백 정보를 이용하여 가시광 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법