[发明专利]基于TCP/IP的可见光通信系统及方法

权利要求书

1.一种基于TCP/IP的可见光通信系统，其特征在于，包括发射机和接收机；

所述发射机包括依次连接的数字发射单元、光发射单元以及光发射组件；其中，所述光发射组件包括一发光LED，所述数字发射单元包括依次连接的发射以太网控制器、发射信号处理器以及D/A转换器，所述D/A转换器与所述光发射单元连接；

所述发射以太网控制器用于接收以太网数据，并将所述以太网数据转换为比特流，再将比特流发送给所述发射信号处理器；所述比特流中包含信道编码；所述发射信号处理器用于对比特流进行处理，将信道编码转换为二进制数据，并输出相应的数字信号；所述D/A转换器用于将数字信号转换为模拟信号并输出；所述光发射单元用于对模拟信号进行功率放大和偏置处理，输出一单极性功率信号给所述光发射组件；所述光发射组件用于根据所述单极性功率信号发射可见光；

所述接收机包括依次连接的光接收组件、光接收单元以及数字接收单元；其中，所述光接收组件包括一光电探测器，所述数字接收单元包括依次连接的A/D转换器、接收信号处理器以及接收以太网控制器，所述光接收单元与所述A/D转换器连接；

所述光接收组件用于接收所述可见光，并将所述可见光转换为模拟信号；所述光接收单元用于对模拟信号依次进行放大、滤波、放大和增益处理，并将处理后的模拟信号发送给所述A/D转换器；所述A/D转换器用于将模拟信号转换为数字信号并输出，该数字信号为二进制数据；所述接收信号处理器用于对数字信号进行处理，将二进制数据转换为信道编码，并输出相应的比特流；所述接收以太网控制器用于接收比特流，并将比特流转换为以太网数据并输出。

2.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的可见光通信系统，其特征在于，所述发射信号处理器包括依次连接的发射帧处理模块、前端编码FIFO模块、编码模块、后端编码FIFO模块、添加同步序列模块以及NRZ码调制模块；其中，所述发射帧处理模块与所述发射以太网控制器连接，所述NRZ码调制模块与所述D/A转换器连接；

所述发射帧处理模块用于对比特流进行解MAC帧以及组建物理帧的处理，获取数据；所述前端编码FIFO模块用于采用先入先出的方式向编码模块发送数据；所述编码模块用于对数据进行编码；所述后端编码FIFO模块用于采用先入先出的方式输出经编码后的数据；所述添加同步序列模块用于对编码后的数据添加同步序列；所述NRZ码调制模块用于将数据调制成不归零码，输出数字信号。

3.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的可见光通信系统，其特征在于，所述接收信号处理器包括依次连接的同步模块、解调和检测模块、前端解码FIFO模块、解码模块、后端解码FIFO模块以及接收帧处理模块；其中，所述同步模块以及所述解调和检测模块分别与所述A/D转换器连接，所述接收帧处理模块与所述接收以太网控制器连接；

所述同步模块用于接收来自所述A/D转换器的模拟信号，并对模拟信号进行同步处理，再输出同步后的模拟信号给所述解调和检测模块；所述解调和检测模块用于接收来自所述A/D转换器的模拟信号，并根据同步后的模拟信号进行解调和检测，获得数据；所述前端解码FIFO模块用于采用先入先出的方式向解码模块发送数据；所述解码模块用于对数据进行解码；所述后端解码FIFO模块用于采用先入先出的方式输出经解码后的数据；所述接收帧处理模块用于对数据进行解物理帧以及组建MAC帧的处理，再输出比特流。

4.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的可见光通信系统，其特征在于，所述光发射单元包括依次连接的功率放大器和偏置器；其中，所述功率放大器与所述数字发射单元连接，所述偏置器与所述发光LED连接。

5.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的可见光通信系统，其特征在于，所述光接收单元包括依次连接的跨阻放大器、低通滤波器、普通放大器以及自动增益控制器；其中，所述跨阻放大器与所述光电探测器连接，所述自动增益控制器与所述数字接收单元连接。

6.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的可见光通信系统，其特征在于，所述光接收组件还包括滤波片和聚光透镜。