一種用于雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的信道控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可見(jiàn)光通信技術(shù)領(lǐng)域中的信道控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于雙工通信傳輸模式的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中上行信道和下行信道的控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]可見(jiàn)光通信是建立在白光LED技術(shù)上的新興光無(wú)線通信技術(shù)。與傳統(tǒng)的射頻通信及其他的光無(wú)線通信相比，可見(jiàn)光通信具有無(wú)需額外分配頻譜帶寬、抗電磁波干擾、在照明的同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信功能等突出優(yōu)點(diǎn)?？梢?jiàn)光通信技術(shù)特別適合應(yīng)用于對(duì)抗電磁波干擾要求高的場(chǎng)合(如醫(yī)院、飛機(jī)、礦井等)，因此在未來(lái)?yè)碛袕V闊的市場(chǎng)空間。
[0003]目前，各類文獻(xiàn)中提出的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)大多數(shù)采用單工通信傳輸模式。比如，薛曉滿在論文《白光LED室內(nèi)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)研究》中，通過(guò)OFDM調(diào)制方式有效的避免了單工傳輸產(chǎn)生的多徑效應(yīng)和提高了信道的利用率。汪永輝在論文《基于白光LED可見(jiàn)光通信系統(tǒng)研究》中，通過(guò)搭建了獨(dú)立的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，實(shí)現(xiàn)了單工傳輸?shù)膱D像的采集和無(wú)線傳輸。在可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)雙工通信傳輸模式的技術(shù)難點(diǎn)在于上行信道和下行信道之間存在的光信號(hào)干擾。為解決這個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，目前文獻(xiàn)中已經(jīng)提出的技術(shù)方案有:張立在論文《基于LED照明燈的室內(nèi)無(wú)線光通信雙工系統(tǒng)研究》中，通過(guò)引入一種包含偏振片、偏振分光鏡和四分之一波片的光學(xué)系統(tǒng)，有效的避免了上下行信道之間的光信號(hào)串?dāng)_問(wèn)題。張明倫在專利《可見(jiàn)光局域網(wǎng)雙工通信方法》中，通過(guò)引入一種可見(jiàn)光通信技術(shù)，在接入點(diǎn)滅燈時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的上行傳輸，在接入點(diǎn)亮燈時(shí)進(jìn)行下行傳輸，從而很好的避免了上行信道和下行信道之間存在的光信號(hào)干擾。安中文和張永軍在專利《一種基于OCDMA技術(shù)的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)及其裝置》中，通過(guò)基于OCDMA的可見(jiàn)光通信技術(shù)，利用OCDMA保密性好，抗干擾能力強(qiáng)，可以進(jìn)行多址分配的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)的雙向鏈路通信;鄧健志、周越菡和程小輝在專利《可見(jiàn)光雙向識(shí)別無(wú)源標(biāo)簽及讀寫器裝置》中，通過(guò)采用兩種不同波段的帶通濾鏡，使得上行通信信道選用的可見(jiàn)光波段與下行通信信道選用的可見(jiàn)光波段沒(méi)有重疊，保證兩個(gè)信道不會(huì)相互干擾。以上的可見(jiàn)光通信的雙工通信傳輸方法中均能較好的消除上行信道和下行信道之間存在的光信號(hào)干擾，但是對(duì)系統(tǒng)的要求較高而且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中由于上行信道與下行信道之間的光信號(hào)干擾而導(dǎo)致系統(tǒng)通信性能惡化的問(wèn)題、成本高的不足，本發(fā)明提出了一種有效解決上行信道和下行信道之間的光載波干擾問(wèn)題、降低成本的用于雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的信道控制裝置及方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種用于雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的信道控制裝置，包括起偏器、磁致旋光介質(zhì)和檢偏器，所述磁致旋光介質(zhì)介于所述起偏器與所述檢偏器之間，所述起偏器置于上行信道和下行信道的信號(hào)發(fā)送端，用于將LED出射的光載波轉(zhuǎn)換為線偏振光;所述磁致旋光介質(zhì)置于起偏器和檢偏器之間，用于對(duì)線偏振光實(shí)現(xiàn)旋光操作;所述檢偏器置于上行信道和下行信道的信道接收端，用于接收已發(fā)生旋光操作的光載波;所述起偏器和所述檢偏器的光軸相互正交。
[0007]一種用于雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的信道控制方法，通過(guò)控制所述磁致旋光介質(zhì)的法拉第旋轉(zhuǎn)角Θ以改變雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中上行信道與下行信道的光載波偏振角度，所述磁致旋光介質(zhì)的法拉第旋轉(zhuǎn)角Θ的設(shè)計(jì)公式為:
[0008]0=Vd.H.I
[0009]式中，Vd表不費(fèi)爾德常數(shù)，H表不外加磁場(chǎng)強(qiáng)度，I表不光在介質(zhì)中的光程；
[0010]對(duì)于所述參數(shù)Vd和所述參數(shù)I已確定的磁致旋光介質(zhì)，可以通過(guò)改變外加電場(chǎng)以改變所述參數(shù)H，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述法拉第旋轉(zhuǎn)角Θ的控制。
[0011]進(jìn)一步，通過(guò)對(duì)所述法拉第旋轉(zhuǎn)角Θ的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)上行信道與下行信道的信道接收端的通斷控制，即實(shí)現(xiàn)信道接收端接收光信號(hào)或者無(wú)法接收光信號(hào)。當(dāng)然，也可以實(shí)現(xiàn)其他控制。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:采用磁致旋光介質(zhì)對(duì)起偏器產(chǎn)生的偏振光進(jìn)行旋光操作，利用檢偏器對(duì)偏振光進(jìn)行檢測(cè)接收，從而消除上行信道和下行信道之間的光載波干擾，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)雙工信道的通斷控制。
[0013]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:采用起偏器、磁致旋光介質(zhì)和檢偏器作為信道控制核心器件對(duì)雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)信道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，不僅有效解決了上行信道和下行信道之間的光載波干擾問(wèn)題，而且降低了系統(tǒng)的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是一種典型的雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明提出的用于雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的信道控制裝置的示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明提出的用于雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的信道控制方法的實(shí)施圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0018]參照?qǐng)D1?圖3，一種用于雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的信道控制裝置，采用起偏器、磁致旋光介質(zhì)和檢偏器作為信道控制核心器件，所述磁致旋光介質(zhì)介于所述起偏器與所述檢偏器之間，所述起偏器置于上行信道和下行信道的信號(hào)發(fā)送端，用于將LED出射的光載波轉(zhuǎn)換為線偏振光;所述磁致旋光介質(zhì)置于起偏器和檢偏器之間，用于對(duì)線偏振光實(shí)現(xiàn)旋光操作；所述檢偏器置于上行信道和下行信道的信道接收端，用于接收已發(fā)生旋光操作的光載波；所述起偏器和所述檢偏器的光軸相互正交。
[0019]一種用于雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的信道控制方法，通過(guò)控制所述磁致旋光介質(zhì)的法拉第旋轉(zhuǎn)角Θ以改變雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中上行信道與下行信道的光載波偏振角度，從而降低雙工可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中由于上行信道與下行信道之間的光載波干擾；
[0020]所述磁致旋光介質(zhì)