[发明专利]使用可见光通信发送和接收数据的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及可见光通信，且更具体地，涉及一种用于使用可见光通信来发送和接收数据的装置和方法。

背景技术

在开放系统互联(OSI)模型中，数据链路层管理通信链路并且执行与之相关的功能。因此，数据链路层构造在通信中使用的帧并且定义用于该帧的有效传输的各种细节。由数据链路层执行的该功能的代表性示例是控制地址结构和帧的基本流、控制错误、以及控制对通信介质的访问。

图1说明在一般以太网系统中用于数据传输的示范帧结构。参考图1，在一般以太网系统中的用于数据传输的帧由以下部分组成：携带发送器和接收器之间的同步信息的模拟前导码、作为包含实际要发送的信息的数据的有效负荷的数据帧、指示数据帧的开始的数字前导码、通信链路控制的控制帧、以及指示对于对方的数据传输的响应的确认(ACK)帧。参考前述与图1相关的说明，现在将进行关于在一般以太网系统中在数据发送和接收期间发送和接收每个帧的操作的说明。

图2A到2C是说明在一般以太网系统中示范的数据发送和接收过程的流程图。

图2A说明在一般以太网系统的数据发送和接收过程中发送器和接收器之间的数据流。如图2A所示，发送器向接收器发送控制帧。在接收该控制帧之后，接收器向发送器发送ACK帧以便响应于接收的控制帧，由此在发送器和接收器之间建立链路。发送器通过使用建立的链路发送数据帧到接收器以发起实际的数据通信，而接收器发送ACK帧以响应于接收的数据帧，由此执行数据通信。发送的控制帧和ACK帧，以及在链路建立之后发送的数据帧和对其的响应帧(即ACK帧)中的每一个是在数字前导码之后和数字前导码一起发送的。

图2B说明在一般以太网系统的数据发送过程中发送和接收的帧的流。为了发送器和接收器之间的通信，构造数据链路，稍后将进行描述。如参考图2A所述的，一旦发送器向接收器发送了数字前导码和控制帧用于链路建立，接收器在接收控制帧之后就向发送器发送数字前导码和ACK帧以通知发送器该链路已经建立。发送器通过建立的链路发送数字前导码和数据帧，而接收器响应于接收的数据向发送器发送数字前导码和ACK帧。这样，执行链路建立和数据传输。

图2C说明在图2B中说明的数据发送过程中由虚线指示的部分210的数据流。如图2C所示，在一般以太网系统的数据发送过程中，为了维持发送器和接收器之间的同步，在不传输数据期间以及在从发送器向接收器发送数据期间或从接收器向发送器发送数据期间，发送器和接收器向它们的对方发送模拟前导码。

当如上所述的通信协议类型应用于可见光通信系统时，可见光发送器和可见光接收器由于该模拟前导码而必须将可见光信号的输出连续地维持在“ON(导通)”状态。由于发送器和接收器的输出信号所有时刻均处于“ON”状态，故无法对通信的可见度做出任何改变并且信息差别无法被可见地检查到。此外，由于这种类型的协议适合于不用考虑功率的线缆，因此发送器和接收器的输出在所有时刻均维持在“ON”状态，从而引起了不必要的功耗。

因此，需要一种能够执行在传统数据链路层中提供的功能、提供对通信信道的可见度、确保可见度以及调整通信链路中的可见度的可见光通信系统，以及用于该可见光通信系统的通信协议。

发明内容

技术问题

本发明提供一种用于发送和接收数据的可见光通信系统和方法，其中针对可见光通信执行在传统数据链路层中提供的功能，对通信信道提供可见度，以及在需要时调整可见度。

技术方案

为了实现前述目标，根据本发明的一方面，提供一种在可见光通信系统中用于发送和接收数据的装置。该装置包括：可见光通信(VLC)收发器，用于在接收操作期间通过使用光接收设备，将从对方接收的可见光信号转换为电信号并输出该电信号，以及在发送操作期间通过使用光发送设备，将包含信息的电信号转换为可见光信号并发送可见光信号到对方；VLC控制器，包括用于产生可见帧并输出可见帧到VLC收发器的可见帧引擎(VFE)，其中该VFE在不传输用于在发送器和接收器处通信的各个帧的期间产生用于传输到对方的可见帧，以便向通信链路提供可见度；以及主机控制器，用于控制该VLC控制器并且向VLC控制器发送数据并从VLC控制器接收数据。