[发明专利]可见光空分多址多路通信系统

权利要求书

1.一种可见光LED空分多址多路通信系统，该系统由下述单元组成：

a)带有光发送单元和光接收单元的接入点设备；

b)带有光发送单元和光接收单元的终端设备；

2.权利要求1中所述的接入点光发送单元，由LED阵列组成，LED的工作波段是白光或者单色光。这些LED全部或者部分受控于其控制电路，受控部分的LED能够根据需要发出携带数据信息的调制光信号。

a)发送的数据流来自于控制电路，控制电路的数据来自于网络，这些数据经过编码，并附加上同步信息、LED身份信息、信宿信息和所属分组信息等形成发送数据帧；

b)向不同终端发送的数据分别由不同的LED组承担，这些LED组在与终端协商后由控制单元动态分配；

c)向同一终端发送数据的LED组，由一个或多个LED子组组成，子组的最小LED数量是一，每一个子组发送的数据是相同的，各个子组发送的数据属于同一原始数据流的并行或者是其延迟版、转换版；

d)在LED阵列中选择其中3个或更多个LED作为定位LED，定位LED发送特定的光信号，定位LED在图像传感器上形成参考形状，供接收机判定相对位置的变化；

3.权利要求1中的接入点光接收单元，由成像光学系统、面阵光电传感器和相应的控制和信号处理电路构成，安置在LED阵列中或其附近，负责接收终端发送的上行光信号，受控于接入点的控制器。

a)光学系统是一个或一组透镜，它将远处的物体成像到置于其后的面阵光电传感器上；

b)面阵光电传感器将光信号转换为电信号，在控制电路的控制下，有选择地输出相应像元的信号，再经由信号处理电路解调、解码等处理后输出接收到的数据；

c)接收单元根据图像运动估计计算终端LED在图像传感器上的位置移动，根据终端LED光信号中携带的身份信息、同步信息以及数据序列号信息确认移动并切换像元的输出；

4.权利要求1中所述的终端设备由光电收发单元以及主功能单元构成，终端设备有一个或者多个，其类型可以相同也可以不同。

a)主功能单元是除去实现光通信外的其他功能单元，其功能可包括计算、控制、娱乐、导航等；

b)终端中可含有能够判别其移动的运动传感器；

c)终端设备是固定的、移动的或者游牧式的；

5.权利要求4中所述的光电收发单元之发送单元由LED和相应的控制电路构成，负责发送上行信号。

a)LED的数量是一个或多个；

b)LED发光的波段是白光或者单色光；

c)LED发送的光是调制光，调制所发送的数据，数据经过编码和转换，携带有终端的身份信息；

6.权利要求4中所述的光电收发单元之接收单元由光学系统、图像传感器以及控制和信息处理电路构成，负责成像和下行数据的接收处理。

a)光学系统由光学衰减片、滤光片、一个或一组透镜组成，将物体成像于图像传感器上；光学系统受控于控制电路，可根据接收信号的质量等调节衰减系数、滤光片频带和视场大小等；

b)图像传感器是诸如CCD成像传感器或CMOS成像传感器的面阵传感器，其响应波段是可见光波段，受控于控制电路，完成光电信号的转换、储存和输出；

c)控制电路控制成像传感器的感光、响应像元的选择和输出选择；

d)信号处理电路在照相时接收图像传感器的输出，完成对图像的处理和显示功能，在通信时，首先完成对图像的分析和数据处理；信号处理电路根据接入点LED阵列的成像状态、工作波段，评估最佳的发送LED选择，待与接入点确认后实施通信。控制电路在图像传感器上选择有效的、属于和本终端通信的光响应区域、波段，并对此区域的输出进行抽样；信号处理电路接收图像传感器的抽样输出，对来自同一个LED或同一子组LED的多个像元输出的信号进行分集合并、判决后形成一路信号，对来自不同LED子组的多路信号进行并串转换后合并成一个数据流；

e)当通信过程中终端发生移动时，定位LED的响应像元发生变化，运动传感器的输出发生变化，控制电路启动移动识别程序并提供运动估计参数，信号处理电路通过图像的运动估计及定位LED的变化、数据流内含信息、运动传感器输出等确认这种改变，实时调整响应像元的输出区域和抽样，切换数据的输出。