一种基于可见光的通信方法及可见光发射装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于通信领域，特别涉及一种基于可见光的通信方法及可见光发射装置。
【背景技术】
[0002]可见光通信(VLC)是利用肉眼看不到的高速明暗闪烁的光信号来传输信息的无线光通信的技术。传统上，提出了如下照明光通信装置，其中该照明光通信装置适用于具有发光二极管(LED)作为光源的照明器具，并且被配置为对照明光的强度进行调制以发送信号。在通信技术中，数据通信速率的表示方式一般有两种:码元速率(波特率)和信息速率(比特率)。其中码元速率RB为每秒钟传送的码元数，单位为波特/秒(Baud/s);信息速率Rb为每秒传送的信息量，单位为比特/秒(bit/s)。比特率、波特率、和信号编码级数(M)的关系如下:Rb = RB*log2M。
[0003]现有技术中，是以LED灯的明暗作为0、1二值信号进行发送的，其中，LED灯亮代表数字1，LED灯灭代表数字0。通过调制技术，将要发送的信息调制为01 二进制的信号，然后再通过改变LED灯的亮灭进行数据的传输。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]在通过LED亮灭两种形式进行编码时，编码级数Μ固定为2，因此根据以上公式，在给定波特率RB的条件下，比特率Rb也是一定的。这种方法每个码元只能传输1比特的信息，极大地限制了可见光通信的通信速率。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术的问题，
[0007]第一方面，本发明提供了一种基于可见光的通信方法，所述基于可见光的通信方法，包括:
[0008]获取通彳目内容，将所述通?目内容进行二进制编码，得到二进制卷积码；
[0009]根据所述三进制卷积码确定双源方波；
[0010]将所述双源方波传送至可见光发射装置，令所述可见光发射装置发射与所述双源方波对应的编码可见光。
[0011 ]可选的，所述将所述通?目内容进行二进制编码，得到二进制卷积码，包括:
[0012]将所述通信内容转换为三进制序列；
[0013]初始化移位寄存器，所述移位寄存器由第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器及第四移位寄存器构成；
[0014]将所述三进制序列的首位数值输入所述第一移位寄存器中，获取第一输出结果；
[0015]将所述三进制序列的首位数值输入所述第二移位寄存器中，将所述三进制序列的第二位数值输入所述第一移位寄存器中，获取第二输出结果；
[0016]将所述三进制序列中的全部数值依次输入所述移位寄存器中，获取每次移位输入后的输出结果；[00?7]根据全部所述输出结果确定三进制卷积码。
[0018]可选的，所述根据所述三进制卷积码确定双源方波，包括:
[0019]获取所述三进制卷积码在每一位上的数值；
[0020]当所述数值为2时，输出高电平的第一方波化以及低电平的第二方波V2;
[0021]当所述数值为1时，输出低电平的第一方波化以及高电平的第二方波V2;
[0022]当所述数值为0时，输出低电平的第一方波化和低电平的第第二方波V2;
[0023]根据所述第一方波h和所述第二方波％的电平数值，结合公式一确定双源方波V的电平数值
[0024]V = 2Vi+V2 公式一。
[0025]第二方面，本发明提供了一种基于可见光的通信方法，所述基于可见光的通信方法，包括:
[0026]接收可见光发射装置发送的编码可见光；
[0027]将所述编码可见光转换为三进制卷积码；
[0028]将所述三进制卷积码还原为通信内容。
[0029]可选的，所述将所述编码可见光转换为三进制卷积码，包括:
[0030]获取所述编码可见光对应的图像；
[0031]确定所述图像中包含的条纹的亮度等级；
[0032]根据所述亮度等级确定三进制卷积码。
[0033]可选的，所述将所述三进制卷积码还原为通信内容，包括:
[0034]使用维特比译码将所述三进制卷积码还原为通信内容。
[0035]第三方面，本发明提供了一种可见光发射装置，所述可见光发射装置，包括:
[0036]第一放大器，第二放大器，第一三极管，第二三极管以及发光二极管；
[0037 ]所述第一放大器的同相输入端与第一信号输出端相连，在所述第一放大器的反相输入端与所述第一放大器的输出端之间串接有第一电阻，所述第一放大器的输出端与所述第一三极管的基极相连，所述第一放大器的发射级连接有第一电压，所述第一放大器的集电极与所述发光二极管的正极相连，在所述第一放大器的同相输入端与所述发光二极管的负极之间串接有第二电阻；
[0038]所述第二放大器的同相输入端与第二信号输出端相连，在所述第二放大器的反相输入端与所述第二放大器的输出端之间串接有第三电阻，所述第二放大器的输出端与所述第二三极管的基极相连，所述第二放大器的发射级连接有第二电压，所述第二放大器的集电极与所述发光二极管的正极相连，在所述第二放大器的同相输入端与所述发光二极管的负极之间串接有第四电阻；
[0039]所述发光二极管的负极接地。
[0040]本发明提供的技术方案带来的有益效果是:
[0041]通过使用三进制编码方式实现了三级编码，相对于现有技术中仅能使用的二级编码，能够实现更多位数据的传输，提高了可见光通信的速率。
【附图说明】
[0042]为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]图1是本发明提供的一种基于可见光的通信方法的流程示意图；
[0044]图2是本发明提供的一种基于可见光的通信方法中三进制卷积编码器的结构示意图；
[0045]图3(a)是本发明提供的一种基于可见光的通信方法中双源方波V的波形图；
[0046]图3(b)是本发明提供的一种基于可见光的通信方法中第一方波W的波形图；
[0047]图3(c)是本发明提供的一种基于可见光的通信方法中第二方波V2的波形图；
[0048]图4是本发明提供的基于可见光的通信方法生成的三进制发送信号的照片；
[0049]图5是本发明提供的一种可见光发射装置的电路示意图。
【具体实施方式】
[0050]为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。
[0051 ] 实施例一
[0052]本发明提供了一种基于可见光的通信方法，所述基于可见光的通信方法，适用于发送端，如图1所示，包括:
[0053]101、获取通彳目内容，将所述通彳目内容进行二进制编码，得到二进制卷积码。
[0054]102、根据所述三进制卷积码确定双源方波。
[0055]103、将所述双源方波传送至可见光发射装置，令所述可见光发射装置发射与所述双源方波对应的编码可见光。
[0056]在实施中，为了解决现有技术中使用可见光进行通信存在的通信速率受限的缺陷，本发明提供了一种基于可见光的通信方法，基于发送端的方案如下:
[0057]首先，发送端获取将要发送的通信内容，并且将通信内容进行三进制编码，进而基于三进制编码得到能够用于发送的三进制卷积码。
[0058]其次，根据前一步获取到的三进制卷积码，确定向可见光发射装置传送的双源方波，该双源方波用于对可见光发射装置中的两路LED进行亮度调整。
[0059]最终，将确定的双源方波传送至可见光发射装置，以便于令可见光发射装置根据双源方波发送用于通信的编码可见光。
[0000]在上述过程中，之所以使用二进制卷积码代替单纯的二进制编码，是因为单纯的三进制编码没有容错功能，如果在数据传输过程中出现误码的情况，接收端在接收到通信内容后，就无法还原出正确的通信内容。为了防止这样的情况发生，在本发明中采用三进制卷积码对通信内容进行转换，通过三进制卷积码进行差错控制，保证通信内容的准确性。
[0061]发送端在执行上述步骤后，将通信内容调制为不同电平的双源方波，通过分别控制两路LED亮度的方式向接收端发送，以便于接收端接收到LED表现出的不同亮度条纹，从而进行上述步骤的逆向处理还原出通信内容。由于在上述通信过程中将通信内容进行三进制转换，得到的双源方波能够令LED产生三种不同的亮度状态(亮、暗、灭)，从而实现了可见光通信的三级编码，同各国三级信号发射装置，可以进行三进制数据的发送与接收。
[0062]根据信息速率Rb和信号编码级数Μ的对应公式:Rb = RBX log2M，
[0063]当采用二级编码，g卩M = 2时，Rb = RB;
[0064]当采用三级编码，g卩M = 3时，Rb = RBxlog23。
[0065]可见看出，采用三级编码相比二级编码，显然能够提高信息传送速率。相对于现有技术中仅通过亮、灭两种状态进行可见光通信的