[实用新型]应用分集接收技术的LED可见光音频传输演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用分集接收技术的LED可见光音频传输演示装置。

背景技术

白光LED被称为第四代环保照明产品。与传统照明光源相比，白光LED具有功耗低、使用寿命长、尺寸小等优点且可以实现高速调制，因此更适用于高速数据通信。将白光LED照明系统和通信技术结合为人们提供了一种全新的无线光通信技术——可见光通信VLC(Visible Light Communication，简称VLC)。可见光通信技术是基于可见光发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)，相比于荧光灯、白炽灯等传统照明光源具有快速切换、调制简单的特点，将信号经过处理加载到LED上，从而在空气中传输快速调制、变化人眼无法识别的光信号。在接收光敏探测器将其转变成电信号，然后通过一系列的信号解调后来获得信息。白光LED本身具有其他照明方式无法比拟的优点，LED技艺的日趋成熟，使得LED照明必将成为时代的趋势；LED的快速响应特性，使LED能够兼顾照明和通信。随着网络时代的到来，整个社会对宽带无线接入需求日益增长，也为VLC技术带来了发展机遇。与通常的通信方式相比，VLC具有通信距离不受限、节能环保、无电磁干扰等特点，有着巨大的发展潜力。所以，基于白光LED的VLC技术在未来几年将会迅速发展。为了展示可见光通信技术的远离，更好地让人们感受科技的魅力，激发青少年学生的学习兴趣，有必要设计一种LED可见光通信演示仪器。本实用新型可以使学生在教室和实验室能够直观和清晰的看到教师对可见光通信技术的演示，方便教学及学生的理解，可以直观展示演示装置的设计思路及其语音通信应用价值，体现可见光通信技术的实用性，增强了演示实验的精确度和可信度，在演示实验教学中能让学生学会如何运用知识，培养学生的创新思维，填补本领域演示仪器的空白。

基于白光LED的照明兼通信系统的研究目前还处于理论研究阶段，它的真正实现和推广应用还有很多关键技术需要解决，如合理设计光源布局以避免通信盲区、降低多径效应引起的码间串扰等；由于光源分布位置的不同以及大气中存在粒子散射，导致接收到的信号有不同的传播时延，光信号脉冲展宽，彼此之间形成码间串扰，使系统传输性能下降，因此在整体的布局中应考虑如何降低码间串扰。通过采用LED阵列和多个LED灯的合理布局可以使室内光分布同时满足照明和通信的需要，而多径问题需要采用分集技术进行解决。分集技术是用来补偿衰落信道损耗的，它通常利用无线传播环境中同一信号的独立样本之间不相关的特点，使用一定的信号合并技术改善接收信号，来抵抗衰落引起的不良影响，传统上用于短波通信来克服多径衰落的影响。在可见光通信系统中可以不考虑多径衰落的影响，但可以利用分集接收技术来提高其信噪比，尤其是在高速可见光通信系统中，分集接收能很好地克服不同路径引起的码间干扰的影响。分集接收技术应用于LED可见光音频传输演示装置，可以避免出现因光信号在传输过程中衰减、背景光干扰导致的传输中断的情况，使演示过程高效准确地进行，从而加强演示装置的精确度和可信度，在演示过程中有利于学生增强对通信技术的了解，深入理解可见光通信技术的实际应用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种在接收端采用分集接收技术进行信号接收的LED可见光音频传输演示装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型在接收端以多个光敏二极管进行分集接收的形式完成信号接收，以达到演示可见光光通信目的，演示装置由发射模块、接收模块和外置电源模块构成；所述的发射模块包括白光LED灯支架、白光LED灯、白光LED灯驱动电路、信号放大电路、MP3语音播放模块；所述的接收模块包括三角支架与四个光敏二极管组成的分集接收模块、比较器、继电器、扬声器、多级放大电路、功率放大器；所述的四个光敏二极管为四个相同的光敏二极管，分别为第一光敏二极管、第二光敏二极管、第三光敏二极管和第四光敏二极管；所述的外置电源模块包括5V直流电源适配器、开关。