可見光多選3+1路混合光的mimo通信收發裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光通信技術領域，特別設及一種可見光多選3+1路混合光的MIMO通信 收發裝置。
【背景技術】
[0002] 可見光通信是利用巧光燈或發光二極管等發出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信 號來傳輸信息的，將高速因特網的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。
[0003] 多輸入多輸出技術(Multiple-Input Multiple-Output，MIM0)是指在發射端和接 收端分別使用多個發射天線和接收天線，使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接 收，從而改善通信質量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現多發多收，在不增加頻 譜資源和天線發射功率的情況下，可W成倍的提高系統信道容量，顯示出明顯的優勢。同 時，還可W-定程度上提高通信的安全性。
[0004] 隱蔽信道是相對于公開信道而言的，公開信道用于傳輸公開的信息，而隱蔽信道 則采用特殊的方式，在公開信道的掩護下，用于傳輸秘密信息。隱蔽信道的重點是對通信本 身的隱藏。
[0005] 本發明借鑒了MIMO技術和可見光通信的技術特點，構造了一個可見光多選3+1路 混合光的MIMO隱藏信道，并提出了一種基于此隱藏信道的安全而隱蔽的通信收發裝置。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的是提供一種可見光多選3+1路混合光的MIMO通信收發裝置。
[0007] 本發明是運樣實現的：一種可見光多選3+1路混合光的MIMO通信收發裝置，該裝置 包括發射端和接收端;發射端包括發射控制器、編碼器、發射時鐘、選頻器、驅動器和光發射 天線組，光發射天線組含有n個光發射天線，每一個光發射天線都包含發射濾鏡和LED;接收 端包括接收控制器、解碼器、接收時鐘、分頻器、判決器和光接收天線組;光接收天線組含有 n個光接收天線，每一個光接收天線都包含接收濾鏡和光電接收器;其中，n為大于或者等于 4的自然數。
[000引發射控制器分別與編碼器、選頻器和發射時鐘電連接;光發射天線組分別與選頻 器、驅動器電連接;驅動器與發射時鐘電連接。
[0009] 接收控制器分別與解碼器、分頻器、接收時鐘電連接;光接收天線組分別與分頻 器、判決器電連接;判決器與接收時鐘電連接。
[0010] 發射濾鏡和接收濾鏡都采用帶通濾鏡。帶通濾鏡只能通過某個波長范圍內的光， 用于濾除掉運個波長范圍W外的光。光發射天線和光接收天線的光信號通帶，取決于所使 用的帶通濾鏡的通帶范圍，即取決于帶通濾鏡可通過的光波長范圍。
[0011] 光發射天線組滿足條件:第1個光發射天線的光信號通帶包括可見光范圍，第2個、 第n-m個、第n個光發射天線的光信號通帶都是第1個的子集，且第2個、第n-m個、第n個的各 光發射天線的光信號通帶沒有交集。m為小于n且大于0的自然數，且n-m不等于1和2。
[0012] 發射控制器，用于從外部設備獲取數據，并將獲取的數據按照8位二進制的一個字 節為單位劃分，每次向編碼器輸出一個字節的數據，對于劃分的最后一組數據不足8位二進 制的，將有效數據置于高位，后面的低位用0補足8位。同時，給編碼器輸出補位指令，給選頻 器發出選頻指令，給發射時鐘發送驅動時鐘指令。
[0013] 選頻指令，用于指示選頻器，選擇當前數據發送所采用的光發射天線。
[0014] 補位指令，用于向編碼器說明最后一個分組有多少位是補位，并用于說明發射控 制器從外部設備獲取的數據發送完畢。
[0015] 驅動時鐘指令，用于指示發射時鐘，確定發射時鐘驅動光發射天線發射光信號應 采用的驅動時鐘周期。
[0016] 發射時鐘，用于確定發射端發送光信號的速度，接收發射控制器的驅動時鐘指令， 并生成給驅動器提供驅動光發射天線發射光信號的時鐘信號，時鐘信號為一段占空比為 50%的方波信號，方波的頻率根據發射控制器的驅動時鐘指令決定。
[0017] 編碼器，用于接收發射控制器輸出的數據和補位指令，將由發射控制器輸入的一 個字節的8位二進制數，分成高四位和低四位的兩組，對照編解碼規則表1，將高四位所對應 的16個4位二進制數按照Bin列的值，對應到編解碼規則表1的第1至16行，再對照編解碼規 則表2,將低四位所對應的16個4位二進制數按照Bin列的值，對應到編解碼規則表2的第1至 16行;對于發射控制器發來的最后一個字節，編碼器根據發射控制器發來的補位指令，確定 所采用的補位編碼:如果高4位有補位，則首先對照編解碼規則表1按照Bin列的值確定所采 用的對應行，再根據補位的數量，對照編解碼規則表3的BB列的值確定所采用的對應行;如 果高4位無補位，而低4位有補位，則首先對照編解碼規則表1按照Bin列的值確定高4位所采 用的對應行，對照編解碼規則表2按照Bin列的值確定低4位所采用的對應行，再根據補位的 數量，對照編解碼規則表3的Bin列的值確定所采用的對應行;編解碼規則表1、編解碼規則 表2、編解碼規則表帥的每一行的Sl列、S2列、S3列、S4列的4個4位二進制數，用作為驅動器 驅動4個光發射天線Lm)的驅動信號。使得要發送的一個字節數據對應為2組4個4位二進制 數，再按先高4位后低4位的順序，先后輸出運2組4位二進制數所對應的Sl列、S2列、S3列、S4 列的4個4位二進制數;對于最后一個字節，如果高4位有補位，則按照先高四位后補位的先 后順序輸出；如果高4位無補位，而低4位有補位，則按先高四位后低4位再補位的先后順序 輸出。
[0018] 選頻器，用于提供選頻序列，并根據選頻序列，在n個光發射天線中選擇第1個光發 射天線為第1路通信線路和剩余n-1個光發射天線中的任意3個光發射天線作為通信的第2 路、第3路、第4路通信線路。
[0019] 驅動器，用于根據編碼器輸出的4個4位二進制數的' 1'和' 0 '信號，W及選頻器選 擇的4路通信線路，用運4個4位二進制數分別驅動選頻器選擇的4路通信線路上的光發射天 線，WL邸亮度不同的兩種狀態分別表示"r和"0"，發送光信號。
[0020] 驅動器，在用每個由編碼器輸入的4位二進制數驅動光發射天線時，由發射時鐘提 供驅動時鐘，將運個4位二進制數按照從左到右的順序，每一個時鐘周期輸出一位，依次驅 動L邸。
[0021] 驅動器，驅動Lm)用亮度不同的兩種狀態分別表示"r和"0"，同時還要保證驅動 L抓發出的光信號的光強度還滿足:對于4路通信線路在發射端的4個發射天線發出的光信 號"r在到達接收端時的光強度保持一致，發出的光信號"0"在到達接收端時的光強度也保 持一致。
[0022] 光發射天線，用于在驅動器控制下，用Lm)亮度不同的兩種狀態變化產生光信號， 并經過發射濾鏡過濾后，W某一個波長范圍的光信號發送出去。
[0023] 光接收天線，用于接收來自發射端發出的光信號。
[0024] 光接收天線組滿足條件:每個光接收天線的光信號通帶都不同。第1個光接收天線 的光信號通帶包括可見光范圍，第2個、第n-m個、第n個光接收天線的光信號通帶都是第1個 的子集，且第2個、第n-m個、第n個的各光接收天線的光信號通帶沒有交集。同時，第1個光接 收天線的光信號通帶，又是第1個發射濾鏡光信號通帶的子集;第2個光接收天線的光信號 通帶，又是第2個發射濾鏡信號通帶的子集;第n-m個光接收天線的光信號通帶，又是第n-m 個發射濾鏡信號通帶的子集;第n個光接收天線的光信號通帶，又是第n個發射濾鏡光信號 通帶的子集。
[0025] 分頻器，用于根據分頻指令提供選頻序列，并根據選頻序列，在n個光接收天線中 選擇第1個光接收天線為第1路通信線路和剩余n-1個光接收天線中的任意S個光接收天線 作為通信的第2路、第3路、第4路通信線路。使得接收端選用的4個光接收天線所覆蓋的光信 號通帶能分別與4個光發射天線的光信號通帶對應:接收端的第1路通信線路的光接收天線 能接收到發射端的第1路、第2路、第3路、第4路通信線路的4個光發射天線發送的光信號;接 收端的第2路通信線路的光接收天線的能接收到發射端的第1路、第2路通信線路的2個光發 射天線發送的光信號;接收端的第3路通信線路的光接收天線的能接收到發射端的第1路、 第3路通信線路的2個光發射天線發送的光信號;接收端的第4路通信線路的光接收天線的 能接收到發射端的第1路、第4路通信線路的2個光發射天線發送的光信號。
[0026] 光電接收器，用于接收經接收濾鏡過濾后的光信號，并轉換成模擬電信號輸出。
[0027] 接收時鐘，用于根據判決時鐘指令，給判決器提供對光電接收器輸出的電信號進 行采樣判決的判決時鐘信號。在發射端和接收端同步前，為判決器提供接收時鐘可W達到 的最快的時鐘；當同步完成之后，根據接收控制器的時鐘指令，為判決器提供判決時鐘。
[0028] 判決器，用于接收光電接收器輸出的模擬電信號，并轉換為數字信號輸出，對于每 個光接收天線都可W在每一個接收時鐘周期，輸出一個判決的數字信號。
[0029] 解碼器，用于將判決器對4個光接收天線后判決輸出的數字信號還原成每組4個4 位數，對照編解碼規則表1、編解碼規則表2和編解碼規則表3,找到同一行中的一組Rl列、R2 列、R3列、R4列的4個數值，并將運4個4位數解碼成一個4位二進制數。將由判決器先后輸出 并由編碼器還原和解碼得到的2組4位二進制數，合并成一個字節，再將運個字節的二進制 數輸出到接收控制器;并根據編碼結果，向接收控制器發出接收完畢信息或者報錯信息。當 解碼還原得到正確的編解碼規則表3中補位的數值時，向接收控制器發出接收完畢信息。
[0030] 解碼器的字節合并方法為:冊1、如果當前還原得到的一組4個4位數為編解碼規則 表2中的數，而上一組還原得到的一組4個4位數為編解碼規則表1中的數，則將上一組還原 解碼得到的4位二進制數作為高四位，將當前一組還原解碼得到的4位二進制數作為低四 位，合并為一個字節的二進制數。冊2、如果當前還原得到的一組4個4位數為編解碼規則表3 中的數，而上一組還原得到的一組4個4位數為編解碼規則表1