[发明专利]厘米级近距离吉比特无线光通信装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种厘米级近距离吉比特无线光通信装置及方法，属于无线光通信技术领域。

背景技术

随着以高清视频为代表的大体积数据业务的飞速发展，人们迫切需要一种能在近距离范围内实现大体积文件、视频等数据无线传输技术，以满足移动设备之间在小范围内随时随地以无线方式传输大数据量、高效率信息的需求。

现阶段可在移动设备之间近距离通信的技术主要有：1、蓝牙无线通信技术；2、近距离无线通信技术(NFC)；3.ZigBee通信技术；4、Wifi通信技术。他们的共同特点是均采用电磁波作为载波，实现近距离无线通信，然而，即使是技术最成熟、传输速率最高的Wifi，其传输速率也很有限，其单用户实际可分得带宽仅为100Mbps左右。自互联网下载的蓝光格式720p的电影文件大小为2Gb左右，采用Wifi传输的时间将近3分钟，采用蓝牙传输的时间为12分钟。而对于日渐普及4K(3840×2160)电影来说，其文件大小为100Gb，虽然现在的电视、手机都支持4K视频，但是，采用Wifi传输则需要2小时20分钟，采用蓝牙传输就需要12个小时，可见，如此之长的传输时间令人难以忍受。并且，因上述近距离通信技术受限于以电磁波为载波，故均存在射频通信所固有的缺点，如：1、可用频带少，设备间彼此干扰严重；2、存在有害辐射，长期使用会危害人体健康；3、应用场合受限，不能使用在飞机、加油站以及医院等场合。

针对上述问题公开号为CN104283611A的一件专利申请公开了一项方案，该方案能够在电子设备之间实现近场光无线高速简便交互式通信。该方案以光波作为载波，能够以100Mbps的速率通信，消除了传统电磁波通信存在的不足。然而，该方案仍存在以下不足之处：1、在数据传输速率上相比于Wifi并无优势，并且，其易用性也与Wifi无法比拟；2、该方案所采用的通信系统采用CPU或FPGA等器件实现编码和解码，成本必然很高；3、从体积和能耗方面讲，也不适用于小型移动设备之间的通信；4、该方案所采用的通信系统结构复杂，难以投入实际应用。

发明内容

本发明旨在以无线光通信的方式，实现小型桌面移动设备之间大体积文件近距离高速无线传输，为此我们发明了一种厘米级近距离吉比特无线光通信装置及方法，能够在厘米级近距离范围内实现诸如智能手机等小型移动设备之间的诸如蓝光电影等吉比特级大体积文件的高速传输，不受场合限制，完全摆脱传统的射频通信的负面影响，同时具有成本低、体积小、能耗低、结构简单特点。

本发明之厘米级近距离吉比特无线光通信装置其特征在于，如图1所示，在电光转换部分中，数字电信号输入接口、激光器驱动电路、半导体激光器依次电连接，在半导体激光器器件外的出光光路上布设分光元件，在分光元件的两个分光光路上分别布设监测光电二极管、整形光学系统，监测光电二极管与激光器驱动电路电连接；数字电信号自数字电信号输入接口输入到激光器驱动电路，在由激光器驱动电路驱动半导体激光器发光的过程中，由数字电信号调制发光强度得到光信号，光信号经分光元件分光后，一路光束照射到监测光电二极管，由监测光电二极管向激光器驱动电路反馈监测电流，保护半导体激光器，另一路光束经由整形光学系统输出；在光电转换部分中，光电二极管的光敏面与汇聚光学系统的光轴垂直，所述光敏面位于汇聚光学系统的焦点处，光电二极管、跨阻放大器、限幅放大器、数字电信号输出接口依次电连接；光信号由汇聚光学系统聚焦到光电二极管的光敏面上，光电二极管将光信号转化并解调为电信号，所述电信号由跨阻放大器提高信噪比，再由限幅放大器放大，最后由数字电信号输出接口输出。

本发明之厘米级近距离吉比特无线光通信方法其特征在于，如图1～3所示，

厘米级近距离吉比特无线光通信装置A与B各自的数字电信号输入接口、数字电信号输出接口分别与移动设备A'与B'连接；A中的整形光学系统与B中的汇聚光学系统以及B中的整形光学系统与A中的汇聚光学系统的距离d小于等于1cm；

所述A'与B'初始化，A'与B'彼此经由A与B搜索，并建立无线光通信连接；

A'经由A与B或者B'经由B与A传输数据，数据传输完成后，A'或者B'各自检测接收的数据是否完整，若完整则关闭连接，结束通信，若不完整则检测连接是否丢失，若丢失，A'与B'彼此经由A与B重新搜索，若未丢失，A'与B'则重新建立无线光通信连接；