[发明专利]高速可见光多入多出系统及其通信方法

权利要求书

1.一种高速可见光多入多出系统，其特征是它包括发送设备和接收设备，所述的发送设备包括控制模块、与控制模块信号输出端相连的N个驱动电路以及分别与N个驱动电路信号输出端连接的N个LED灯，所述的接收设备包括依次串接的光电转换模块、运算放大器，A/D转换模块和信号恢复模块；

发送设备中，

控制模块用于实现对LED灯的NRZ-OOK调制，产生N个LED灯在固定闪烁间隔内亮灭的控制信号，控制模块首先控制LED发送前导码，后控制发送有效数据，所述的前导码包括信道参数同步码，各发送有效数据的LED灯即发送信道均存在一对应的信道参数同步码，前述前导码和有效数据均为二进制码，该二进制码的0或1分别与LED灯在固定闪烁间隔内亮灭即TTL控制信号对应；

驱动电路用于将控制模块输出的TTL控制信号转换为LED灯的输入电流，控制LED灯的闪烁；

LED灯用于发出固定闪烁间隔内亮灭的光；

接收设备中，

光电转换模块用于接收各LED灯的光信号，并将其转换为电流信号发送至运算放大器；

运算放大器用于将光电转换模块输出的电流信号转换为稳定的电压信号；

A/D转换模块用于将运算放大器输出的模拟电压信号转换为数字电压信号，并且发送至信号恢复模块；

信号恢复模块接收A/D转换模块采集的信号，根据前导码获取当前信道参数，并以此恢复发送端发射的有效数据。

2.根据权利要求1所述的高速可见光多入多出系统，其特征是所述前导码包括时钟同步码、起始标志码和信道参数同步码，时钟同步码为所有信道以同频率发送相同信号，用于同步接收端和发送端时钟；

信道参数同步码为正交序列，接收端通过信道参数同步码估计当前信道参数；

各个发射信道时钟同步码具有相同形式，各个发射信道信道参数同步码彼此正交。

3.根据权利要求1所述的高速可见光多入多出系统，其特征是所述信道参数同步码为N行N列的E矩阵，各行与发送有效数据的LED灯即发送信道存在一一对应关系。

4.根据权利要求1所述的高速可见光多入多出其中，其特征是所述的信号处理恢复单元包括时钟恢复模块CDR、恢复单元控制模块、信道参数矩阵H模块、矩阵运算模块；所述的时钟恢复模块CDR和恢复单元控制模块均与A/D转换模块输出的数字电压信号输出端相连，时钟恢复模块CDR和恢复单元控制模块的信号输出端均与信道参数矩阵H模块的信号输入端相连，所述的恢复单元控制模块的另一信号输出端与矩阵运算模块的信号输入端相连，所述矩阵运算模块与信道参数矩阵H模块双向连接；其中，

时钟恢复模块，在时钟同步阶段从接收数据流中恢复时钟；

恢复单元控制模块，用于切换时钟同步、信道参数同步和有效数据恢复三种状态；

信道参数矩阵H模块，由接收数据获取信道参数矩阵H并求逆，用于恢复有效信号；

矩阵运算模块，由N路同结构的乘累加结构组成，由信道参数矩阵H与接收机采集的有效数据Rx进行运算，恢复出信号Tx_R=H^-1*Rx。

5.根据权利要求4所述的高速可见光多入多出系统，其特征是时钟恢复模块包括二值化判决器和时钟同步器：二值化判决器，在时钟同步阶段，将接收信号判决为1/0单比特信号；时钟同步器，在时钟同步阶段，从二值化判决器结果中恢复时钟信号。