[实用新型]一种可见光通信系统中提升接收信号质量的LED阵列结构

说明书

本实用新型公开了一种可见光通信系统中提升接收信号质量的LED阵列结构，包括2组环形布置的LED灯珠，且2组之间同轴布置；内圈和外圈分别均匀设置4个和8个LED灯珠，内圈的半径ρ₁＝2.5mm，外圈的半径ρ₂＝5mm，且外圈的外切矩形的顶点位置也设有4个灯珠，且沿径向相邻的LED灯珠都处在同一条直径上且同一直线上仅有4个灯珠；本申请所设计的阵列结构可以提高可见光通信系统中接收端光功率以达到近距离可见光通信对数据传输质量的要求。

技术领域

本实用新型属于光通信技术领域，尤其涉及一种可见光通信系统中提升接收信号质量的LED阵列结构。

背景技术

随着移动互联技术的迅猛发展与信息化需求的日益增长，基于LED(LightEmitting Diode)灵敏的调制特性以及可见光传输带宽充足的特点，短距离可见光通信(Visble Light Communication，VLC)技术是一种逐渐发展起来的新兴无线光通信技术，VLC利用白光LED作为光源，使LED照明的同时能够实现高速通信。与传统照明光源白炽灯和节能灯相比，白光LED具有光色纯、效率高、能耗低、绿色环保、可靠耐用、控制灵活等诸多优点，并且白光LED还具有调制性能好、响应灵敏度高的优点。

基于LED的VLC具有收发大数据信号的强大能力，能够构建一种新型的点对点高速无线通信系统，适合短距离高速率大文件大数据的传输与存储，既保证数据通信的安全，又能够实现好友间的大文件大数据点对点快速互传，进而达到真正便携式存储的效果，所以可见光点对点通信具有广阔的应用前景。同时LED的可见光通信技术，适用于各种接入场景，无电磁干扰，绿色环保。

在基于白光LED的VLC系统中，光源(LED小灯珠)的设计应同时考虑光照度分布和信号接收功率分布，不同的光源功率分配方式和LED布局，将会导致不同的光照度和不同的光功率分布。由于有效信号接收功率是影响系统性能的一个关键因素，所以需要对LED阵列功率分配和光源的布局进行合理的设计。VLC系统的光源布局，目前普遍采用的方法是均匀分布的LED阵列：方形、六边形、圆形等。其存在的局限性是：在现有可见光点对点近距离高速通信的场景下，由于LED光直线照射且光输出集中，在接收面的边缘区域存在通信盲区，使得通信范围小，不利于提升VLC对通信质量的要求。为了达到接收端光功率要求以及提高信息传输速率，进而使得通信质量达到最优，现有LED灯阵的布局不能够很好满足通信需求。

实用新型内容

本实用新型根据现有技术中存在的问题，提出了一种可见光通信系统中提升接收信号质量的LED阵列结构，通过LED阵列的排列方式和小灯珠间的排列间距，提高可见光通信系统中接收端光功率以达到近距离可见光通信对数据传输质量的要求，进而为实现大数据的可见光高速通信。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种可见光通信系统中提升接收信号质量的LED阵列结构，包括2组环形布置的LED灯珠，且2组之间同轴布置；内圈和外圈分别均匀设置4个和8个LED灯珠，内圈的半径ρ₁＝2.5mm，外圈的半径ρ₂＝5mm，且外圈的外切矩形的顶点位置也设有4个灯珠，且沿径向相邻的LED灯珠都处在同一条直径上且同一直线上仅有4个灯珠。

本实用新型的有益效果：

本实用新型根据LED灯珠的阵列排列方式和LED灯珠间的排列间距设计的LED光源阵列结构，可以消除接收面的边缘区域存在通信盲区，同时可以有效地提高接收端光功率以达到近距离可见光通信对数据传输质量的要求，进而为实现大数据的可见光高速通信。兼顾光照度与接收光功率的均匀分布，最大地发挥LED光源的经济效益。

附图说明

图1本实用新型环形--角补偿阵列示意图；

图2本实用新型所设计的阵列与现有阵列设计之间的对比图。

具体实施方式