[发明专利]针对编码光通信进行优化的光伏接收器

说明书

本发明涉及一种编码光通信装置，其中通信具有可根据照明条件而变化的称为SNR1的初始信噪比，该装置包括至少一个感光器型光接收器（2），其包括阳极（18或22）和阴极（19或24）并且具有值为Rsh1的初始分流电阻，该接收器能够同时暴露于承载信号的编码光（1）的源和未编码光（3）的源，其特征在于，所述阳极（18或22）和阴极（19或24）被布置在感光器（2）内部的至少一个短路电阻Rp（20或26）所短接，所述短路电阻具有值Rsh2，该值Rsh2被选择成使得所述感光器（2、C1、C2）的称为Rsh3的分流电阻的新值向通信装置给予所得到的新的信噪比SNR2，其中所述分流电阻的新值Rsh3产生于初始分流电阻Rsh1与短路电阻Rp（20或26）的连接，并且其中所述信噪比SNR2基本上保持与所述未编码光（3）的强度无关。

技术领域

本发明涉及VLC型（针对“Visible Light Communication（可见光通信）”的首字母缩写，也称为LiFi，英文术语Light-Fidelity（光保真）的首字母缩写）的编码光通信装置，并且更具体地与参与尤其是通信流的光学接收器的性能有关。

背景技术

编码光（VLC或LiFi）通信装置使用光来在两个遥远的点之间传输信息。编码光通信系统一般由包括至少一个电致发光二极管（通常用其英文首字母缩写“LED”表示）的光源和感光器型光接收器组成。这个或这些LED可以具有双重功能：同时照明并传送编码信息。这些LED可以是：

- 发射白光的LED，其由蓝色芯片组成并与荧光物质相关联，

- 发射特定颜色的LED，其由一个或多个具有颜色的芯片组成，

- 用眼睛无法察觉的方式在红外或紫外中发射的LED。

LED发射具有与自然光的光谱不同的特征发射光谱的光通量。光通量以Lux为单位进行测量，但为了与自然光区分，其中对光进行编码的LED的光通量称为LiFi Lux。因此，当所使用的光是由LED调制和产生的时，LiFi Lux是由照度计测量的光通量的度量单位。用于LiFi通信的照明水平一般有三种类型：“弱LiFi通量”，其是小于400 LiFi Lux的光通量。“中等LiFi通量”，其是包括在400与10 000 LiFi Lux之间的光通量。“强LiFi通量”是大于10 000 LiFi Lux的光通量。

LED提供可见光（LiFi）、红外（IR）和紫外（UV）波长范围内的光信号，其强度根据要传输的信息来进行调制。LED在可见光谱（LiFi）中的发射具有使得能够同时实现照明和数据传输的双重功能的优点，并且LED的物理特征使得专用系统能够设想大约每秒几百兆位的流率。

与信息处理系统相关联的大多数现有光电探测器使得能够分析所接收的光信号的幅值变化并由此推断所传输的信息。大多数光伏表面也是感光器，其用所产生的电信号的变化来复原接收到的光学信号的变化。

一般而言，LiFi接收系统无差别地接收来自所有空间方向的光，无论是环境光还是由LiFi发射器的LED发射的调制光。但是会出现技术问题，因为大多数已知的感光器对环境光非常敏感，并且在存在强环境光通量的情况下快速饱和。结果，在处于饱和时，它们不再能够重新转换LiFi信号的光强度变化。只要LiFi通量不是太高（<5000 Lux），这些感光器仍然是非常好的接收器，但它们在传输速度（流率）方面的性能在5000 Lux以上迅速下降，这需要实施信息处理手段并根据学习和自适应技术进行通信信道的反复自动校准，其最终性能仍然是非常有限的。

用于补救该问题的一个解决方案是在探测器处“辨别”来自LiFi LED的光与其它环境光源，以便提高LiFi信号的信噪比并且因此提高和稳定传输流率。存在使用透镜——可能是菲涅耳透镜或光学衍射元件——的“辨别”解决方案，这些透镜使来自LED的编码光聚集在感光器上以提高LiFi信号的信噪比。但是这些“使用透镜”的解决方案要求感光器只接收来自于单一方向的编码信号，这会将应用限制于保持固定的装置。