[发明专利]多输入多输出可见光发射装置、方法及接收装置、方法

说明书

多输入多输出可见光发射装置、方法及接收装置、方法，发射装置包括：信号发射单元和信号调制单元；信号发射单元中包括由1个以上的发光器件组成的阵列，各发光器件用于发射可见光，不同发光器件发出的可见光的频率不同；信号调制单元用于将每一个信道的信号加载到一个频率的可见光上，且不同频率的可见光承载的信号属于不同的信道。所述接收装置包括：信号接收单元和信号处理单元；所述信号接收单元中沿入射光方向依次包括：入射光准直装置、一层基底及探测阵列芯片；所述基底上的与入射光垂直的一个表面上附有挡光层，所述挡光层上设有由2个以上的具有不同孔径尺寸的衍射孔构成的衍射孔二维阵列；所述探测阵列芯片中包括2个以上的探测像素元。

技术领域

本发明涉及一种多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，简称为MIMO）可见光通信系统，尤其涉及一种多输入多输出可见光发射装置、方法及接收装置、方法。

背景技术

可见光通信（Visible Light Communications，简称为VLC），是一种无线通信技术，它利用频率介于390THz（波长为770nm）至857THz（波长为350nm）之间的可见光作为通信媒介完成信息传送。

近年来，随着半导体技术的飞速发展，基于LED（Light Emitting Diode，发光二极管）照明的可见光通信作为一种无线接入技术得到了很大发展。使用LED可见光信号传输数据有如下优势：LED光源具有功耗低、使用寿命长、尺寸小、易驱动、绿色环保等特点，在照明的同时提供无电磁干扰的高速数据传输，解决宽带无线电系统的频带狭窄和电磁干扰问题，因而可见光通信技术作为无线电通信技术在室内通信的取代或补充技术，具有极大的发展前景，已引起人们的广泛关注和研究。

为了提高通信容量，无论是无线电通信还是光纤通信，普遍都采用频分复用或波分复用技术。与单一频率通信相比，频分复用技术采用多频传输信号。每一个频率的电磁波可以作为一个独立的信号载体分别传送不同信号，从而大大提高通信容量。然而无线电频分复用的接收端需要配置天线以接收电磁波信号并将电磁波转变为电信号，接收信息的效果与天线的性能以及天线的位置有很大关系。分离信道中不同频率的信号需要采用带通滤波器，但滤波特性不够理想。信道内还存在非线性效应等原因，因此容易产生路间干扰和波形失真。而光纤通信的波分复用技术中通常采用光栅作为解复用器，但光栅一般体积较大，而且很难将频率很接近的信号分开。

最新开发的可见光MIMO技术基于频分复用的理念，采用多个LED光源分别发送多个频率的光信号，在信号接收端采用分频器件把各个频率的信号分别提取出来。传统的频分复用接收系统体积较大且频率分辨率不高，如果要集成在手机等小型的移动设备中会很不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种多输入多输出可见光发射装置、方法及接收装置、方法，以克服传统频分复用接收系统体积较大、频率分辨率不高的缺点。

为解决上述问题，本发明提供了一种多输入多输出可见光信号发射装置，包括：信号发射单元和信号调制单元；

所述信号发射单元中包括由1个以上的发光器件组成的阵列，其中，各发光器件用于发射可见光，不同发光器件发出的可见光的频率不同；

所述信号调制单元用于将每一个信道的信号加载到一个频率的可见光上，且不同频率的可见光承载的信号属于不同的信道；其中，不同频率的可见光在不同时刻功率大小发生变化。

进一步地，

所述信号发射单元中还包括2个以上的滤光片，每一个发光器件发出的可见光经过不同的滤光片后透出的可见光的频率互不相同。

进一步地，

所述发光器件为发光二极管（LED）、场致电子发射显示器（FED）或有机发光二极管（OLED）。