[发明专利]可见光自供能通信系统及基于其的通信方法

说明书

本发明提供了一种可见光自供能通信系统及基于其的通信方法，该系统包括：发送端，该发送端包括依次连接的数据处理电路、信号调制电路和信号输出电路；以及接收端，该接收端包括依次连接的信号收集电路、数据通信电路和无源处理器；其中，信号输出电路输出的信号直接作用于信号收集电路，并最终传输至无源处理器实现可见光自供能通信系统的通信。通过该可见光自供能通信系统及基于其的通信方法，可以在不需要外部电源的情况下实现单字节可见光通信。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种可见光自供能通信系统及基于其的通信方法。

背景技术

新兴的5G技术在各种应用场景下都提供了巨大的优势，如增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类型通信(mMTC)和超可靠低延迟通信(uRLLC)。然而，5G的高功耗是各界关注的一个主要问题。降低功耗是无线通信领域必须解决的问题。

可见光通信(VLC)的节能特性有助于解决数字通信领域的高功耗问题。VLC的主要目的是实现照明与通信的复用。

然而，发明人在实现本发明的过程中发现，现有研究中的可见光通信系统均离不开外部电源，而且，目前很少有工作集中在设计不需要任何外部电源进行单字节传输的通信系统上。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可见光自供能通信系统及基于其的通信方法。

本发明一方面提供了一种可见光自供能通信系统，包括：发送端，所述发送端包括依次连接的数据处理电路、信号调制电路和信号输出电路；以及接收端，所述接收端包括依次连接的信号收集电路、数据通信电路和无源处理器；其中，所述信号输出电路输出的信号直接作用于所述信号收集电路，并最终传输至所述无源处理器实现所述可见光自供能通信系统的通信。

一些实施例中，所述无源处理器还连接至所述数据处理电路。

一些实施例中，所述数据通信电路中包括低压差线性调节器。

一些实施例中，所述数据处理电路中包括曼彻斯特编码子电路，所述无源处理器中包括曼彻斯特解码子电路。

一些实施例中，所述信号输出电路为LED发射板，所述信号收集电路为太阳能电池。

本发明另一方面提供了一种基于上述可见光自供能通信系统的通信方法，包括：通过数据处理电路和信号调制电路生成模拟信号；将所述模拟信号发送至信号输出电路；所述信号输出电路将接收到的所述模拟信号发送至信号收集电路，其中，所述信号收集电路连接至一数据通信电路；通过所述数据通信电路将所述信号收集电路接收到的所述模拟信号分成直流信号和交变信号；以及将所述直流信号和交变信号均传输至无源处理器，其中，所述直流信号用于为所述无源处理器供能，以使得所述无源处理器处理所述交变信号而实现所述可见光自供能通信系统的通信。

一些实施例中，所述通过数据处理电路和信号调制电路生成模拟信号包括：通过信号源产生子电路生成初始数字信号；将所述初始数字信号传输至曼彻斯特编码子电路进行编码，得到编码后的数字信号；以及将所述编码后的数字信号发送至现场可编程门阵列和数模转换模块进行调频、调幅处理和数模转换，得到所述模拟信号；其中，所述调频、调幅处理中的调节值根据所述可见光自供能通信系统的通信距离确定。

一些实施例中，生成所述直流信号的过程包括：在所述数据通信电路中设置低压差线性调节器；以及通过所述低压差线性调节器生成所述直流信号。

一些实施例中，所述无源处理器处理所述交变信号包括：通过模数转换器将所述交变信号进行转换，然后采集得到模拟波形数据信号；通过数据恢复算法对所述模拟波形数据信号进行恢复，得到所述编码后的数字信号；通过曼彻斯特解码子电路对所述编码后的数字信号进行解码，得到所述信号源产生子电路生成的初始数字信号。

一些实施例中，所述数据恢复算法包括极值点检测算法和判决算法，所述极值点检测算法包括定义法和导数法。