专利名称：用于发送和接收可见光通信数据的装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及可见光通信，更具体地，涉及用于通过波分复用(wavelength division multiplexing)方法发送和接收数据的装置。
背景技术：
最近，由于RF(无线电频率)频带的耗尽、一些无线通信技术之间可能的串扰、对于通信安全的更高的要求、4G无线技术的超高速无所不在的通信环境的引入等等，使得对于作为RF技术的补充的光学无线技术的关注已经越来越多。特别地，因为使用可见光传送信息的可见光通信比较安全，并且具有广泛可用频带，所以可以自由地使用可见光通信而没有任何限制。此外，因为可以看到传播的 (travelling)光的光目的地(destination)或方向，所以可以精确地识别信息的接收范围。可见光通信还具有可靠的安全性，并且可以由低功率驱动从而减少功耗。此外，可见光通信能够应用于其中无线电频率的使用受到限制的医院和飞机中，并且能够使用电子布告板(electric signboards)来提供附加的信息。因此，许多公司和研究所已经进行了对可见光无线通信的研究。此外，可见光通信通过使用不同的可见光波段(wavelength bands)的波分复用方法能够进行数据传输。因此，使用产生多个颜色的可见光(例如，红、绿和蓝可见光)的发光二极管(LED)，使得发送相应于不同的波长的不同的数据成为可能。
发明内容
技术方案因此，已经做出本发明以解决现有技术中出现的上述问题，本发明提供一种可见光通信装置，该装置能够通过多个波段的可见光信号发送多个数据，并且能够同时发送需要长距离传输的数据。根据本发明的一方面，提供一种用于发送可见光通信数据的装置，所述装置包括 公共调制单元，产生用于发送第一可见光通信数据的调制信号；多个个体(individual)调制单元，产生用于发送多个第二可见光通信数据的调制信号；以及多个发光单元，分别从所述多个个体调制单元接收调制信号，并且输出可见光信号；其中公共调制单元的输出信号被输入作为多个个体调制单元的输出控制信号。根据本发明另一方面，提供一种用于接收可见光通信数据的装置，所述装置包括 公共解调单元，接收由多个可见光波段信号的组合形成的信号，以及解调第一可见光通信数据；可见光分离单元，将接收信号分离成为多个可见光波段信号；以及多个个体解调单元，接收分离的波段信号，并且解调第二可见光通信数据。优选地，所述可见光分离单元包括至少用于提取红、绿和蓝光的滤光器；并且所述公共解调单元解调由所述红、绿和蓝光的组合产生的白光信号，并且所述多个个体解调单元解调红、绿和蓝光波段信号。
更优选地，所述公共解调单元通过包络线检测(envelope detection)对由所述组合形成的信号进行检测。有益效果根据本发明，因为不同的波长的可见光信号被以高速个别地调制，以及全部可见光信号的组合被以低速同时地调制，所以可以提供可见光信息广播以使得公共信息通过长距离广播，并且个体信息通过短距离以高速广播。此外，通过同时地发送用于长距离和短距离的数据，数据传输效率可以提高，并且可以有效地使用有限的通信资源。
从如下结合附图的详细说明中，本发明的上述和其他方面、特征和优点将变得更加清楚，其中图1是示意地示出根据本发明第一实施例的用于发送可见光通信数据的装置的配置的框图；图2是相应于根据本发明第一实施例的用于发送可见光通信数据的装置的时序图；图3是示意地示出根据本发明第二实施例的用于发送可见光通信数据的装置的配置的框图；图4是相应于根据本发明第二实施例的用于发送可见光通信数据的装置的时序图；以及图5是示意地示出根据本发明实施例的用于接收可见光通信数据的装置的配置的框图。
具体实施例方式提供以下参照附图的描述以帮助对本发明特定实施例的全面理解。因此，其包括各种具体细节以帮助理解。然而，这些具体细节被认为仅是示范性的。此外，那些本领域普通技术人员将了解的是，可以对在此描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。此外，为了清楚和简明，将省略对公知功能和构造的描述。在下面的描述和权利要求中使用的术语和词不限于它们的字典意义，而是用来使本发明的理解能够清楚和一致。对本领域那些技术人员清楚的是，提供本发明的实施例的以下描述仅为了说明目的，而不是为了对由所附权利要求及其等同物限定的本发明进行限制的目的。在使用不同的波段的可见光信号(例如，红光信号、绿光信号和蓝光信号)执行可见光通信中，不同波段的可见光信号被同时地调制，或者各自波长的可见光信号被个别地调制。如果不同波段的可见光信号被同时地调制，则光输出变得相对较高以便于长距离通信，但是不能调制多个数据。相反，如果各个波段的可见光信号被个别地调制，则各种信息的同时调制变得可能以相对地增加传输容量，但是总体的光输出相对降低，这增加了长距离传输的困难。考虑到以上描述的问题，本发明提供一种可见光通信装置，该装置可以通过调制多个波段的可见光信号来发送多个数据，并且与此同时可以同时地发送需要长距离传输的数据。图1是示意地示出根据本发明第一实施例的用于发送可见光通信数据的装置的配置的框图。参照图1，根据本发明第一实施例的用于发送可见光通信数据的装置包括公共调制单元10、第一调制单元21、第二调制单元22、第三调制单元23、红LED 31 JfLED 32 和蓝LED 33。公共调制单元10可以是接收第一数据并且将第一数据调制成为用于可见光通信的信号的驱动器。第一调制单元21接收第二数据并且将第二数据调制成为用于可见光通信的信号。通过第一调制单元21调制的信号被输入作为红LED 31的驱动信号。第一调制单元21 可以优选地包括第一调制驱动器211和第一缓冲器212。第一调制驱动器211调制信号用于可见光通信，并且第一缓冲器212临时存储已调制信号并且以先进先出(FIFO)方式输出已调制信号。第二调制单元22接收第三数据并且将第三数据调制成为用于可见光通信的信号。通过第二调制单元22调制的信号被输入作为绿LED 32的驱动信号。第二调制单元 22可以优选地包括第二调制驱动器221和第二缓冲器222。第二调制驱动器221调制信号用于可见光通信，并且第二缓冲器222临时存储已调制信号并且以FIFO方式输出已调制信号。第三调制单元23接收第四数据并且将第四数据调制成为用于可见光通信的信号。通过第三调制单元23调制的信号被输入作为蓝LED 33的驱动信号。第三调制单元 23可以优选地包括第三调制驱动器231和第三缓冲器232。第三调制驱动器231调制信号用于可见光通信，并且第三缓冲器232临时存储已调制信号并且以FIFO方式输出已调制信号。红LED 31 JfLED 32和蓝LED 33发射相应于它们的各自颜色的可见光。红LED 31 JfLED 32和蓝LED 33还分别连接到第一调制单元21、第二调制单元22和第三调制单元23，并且分别在来自第一调制单元21、第二调制单元22和第三调制单元23的信号的基础上被驱动。公共调制单元10的输出被输入作为用于控制第一调制单元21、第二调制单元22 和第三调制单元23的控制信号。特别地，因为第一调制单元21、第二调制单元22和第三调制单元23分别具有缓冲器212、缓冲器222和缓冲器232，公共调制单元10的输出被用作用于控制缓冲器212、缓冲器222和缓冲器232的输出的控制信号。图2是解释根据本发明第一个实施例的用于发送可见光通信数据的装置的时序图。参照图2，第一到第四数据信号分别例示从公共调制单元10、第一调制单元21、第二调制单元22和第三调制单元23输出的信号的定时(timing)。将从公共调制单元I0输出的信号被输入作为用于缓冲器212、缓冲器222和缓冲器232的输出的控制信号，并且当从公共调制单元10输出的信号变为高电平信号时，缓冲器212、缓冲器222和缓冲器232输出临时存储的数据。缓冲器212、缓冲器222和缓冲器 232的输出被分别输入到发射相应于红颜色、绿颜色和蓝颜色的不同波段的可见光的LED 31、LED 32和LED 33。在公共调制单元10输出高电平信号的状态下，LED 31、LED 32和 LED 33输出高速可见光信号。因此，根据LED 31、LED 32和LED 33的颜色组合进一步产生分离的可见光信号。与从各自LED 31、LED 32和LED 33输出的可见光信号相比，根据颜色组合产生的可见光信号具有相对较低的速度(low speeds)和较高的输出(high outputs) 0根据本发明第一实施例的用于发送可见光通信数据的装置，需要高速传输的数据通过第一调制单元21、第二调制单元22和第三调制单元23发送。需要高输出的数据通过公共调制单元10发送。例如，在由支持可见光通信的大规模显示器输出指定公司的广告的情况下，通过公共调制单元10发送的数据(例如，第一数据)可以是广告移动图像的列表、 广告音乐的列表等等。此外，通过第一调制单元25、第二调制单元22和第三调制单元23发送的数据(例如，第二数据、第三数据和第四数据)可以是用于回放广告移动图像、广告音乐等等的需要高速传输的数据。图3是示意地示出根据本发明第二实施例的用于发送可见光通信数据的装置的配置的框图。参照图3，根据本发明第二实施例的用于发送可见光通信数据的装置包括公共调制单元15、第一调制单元25、第二调制单元沈、第三调制单元27、红LED 31 JfLED 32和蓝 LED 33。根据本发明第二实施例的用于发送可见光通信数据的装置具有与根据本发明第一实施例的用于发送可见光通信数据的装置基本相同的配置。然而，根据本发明第二实施例的用于发送可见光通信数据的装置被提供有算术逻辑单元252、算术逻辑单元262和算术逻辑单元272，代替在根据本发明实施例的用于发送可见光通信数据的装置中提供的第一调制单元21的缓冲器212、第二调制单元22的缓冲器222和第三调制单元23的缓冲器 232。优选地，算术逻辑单元252、算术逻辑单元262和算术逻辑单元272可以是用于执行乘法操作的设备。此外，为了减轻(ease)在接收方的同步，优选的公共调制单元15基于曼彻斯特编码方法调制数据。此外，优选地，第一调制单元21、第二调制单元22和第三调制单元23在一时段内(in a period)将相同的数据调制两次。图4是解释根据本发明第二实施例的用于发送可见光通信数据的装置的时序图。 参照图4，第一到第四数据信号分别例示从公共调制单元15、第一调制驱动器251、第二调制驱动器261和第三调制驱动器271输出的信号的定时。公共调制单元15的输出在曼彻斯特编码方法的基础上被调制，并且第一驱动器
251、第二调制驱动器261和第三调制驱动器271在1/2时段内(inl/2a period)将相同的数据调制两次。因此，当公共调制单元15的输出信号变为高电平信号时，算术逻辑单元
252、算术逻辑单元262和算术逻辑单元272输出已调制的信号。从而，LED31、LED 32和 LED 33在曼彻斯特编码代码基础上发送第一数据作为其中组合了多种色彩的可见光的信号，并且在1/2时段内同时地发送第二数据、第三数据和第四数据作为各个彩色可见光信号。在本发明的实施例中，例示了用于发送可见光通信数据的装置使用特定的调制方法调制信号。根据本发明的调制方法不限于以上描述的本发明的实施例的调制方法。各种修改的调制方法能够应用于根据本发明实施例的装置。图5是示意地示出根据本发明实施例的用于接收可见光通信数据的装置的配置的框图。参照图5，根据本发明实施例的用于接收可见光通信数据的装置包括公共解调单元50、可见光分离单元60、第一解调单元71、第二解调单元72和第三解调单元73。公共解调单元50接收从根据本发明实施例的用于发送可见光通信数据的装置输出的可见光信号，并且通过解调所接收的信号来恢复第一数据。因为由公共解调单元50解调的可见光信号是通过多种色彩的可见光信号的组合而产生的信号，所以优选的公共解调单元50通过包络线检测来解调可见光信号。可见光分离单元60对来自从发送设备输出的可见光信号的特定颜色的波段信号进行分离，并且将分离的信号分别发送到第一解调单元71、第二解调单元72和第三解调单元73。优选地，可见光分离单元60包括用于使从可见光信号分离的特定颜色的波段信号通过的红滤光器61、绿滤光器62和蓝滤光器63。红滤光器61使从红LED 31发射的主波段的可见光通过，绿滤光器62使从绿LED 32发射的主波段的可见光通过，并且蓝滤光器 63使从蓝LED 33发射的主波段的可见光通过。红滤光器61、绿滤光器62和蓝滤光器63 分别连接到第一解调单元71、第二解调单元72和第三解调单元73。第一解调单元71、第二解调单元72和第三解调单元73接收通过可见光分离单元 60分离的特定颜色的可见光信号，并且解调输入的可见光信号以输出第二到第四数据。在上面描述的本发明的实施例中，来自第一调制单元21、第二调制单元22和第三调制单元23的数据通过红可见光、绿可见光和蓝可见光来输出，并且来自公共调制单元10 的信号通过红可见光、绿可见光和蓝可见光的组合产生的白色可见光来输出。此外，在上面描述的本发明的实施例中，用于接收可见光通信数据的装置的可见光分离单元60将可见光分离成为红可见光、绿可见光和蓝可见光，并且公共解调单元50解调由红可见光、绿可见光和蓝可见光的组合产生的可见光信号。然而，本发明不限于此，并且对于在用于发送/ 接收可见光通信数据的装置中使用的彩色可见光以及由彩色可见光的组合产生的可见光， 可以由本发明的技术领域中的普通技术人员进行不同地修改和使用。如上所述，根据本发明，因为不同波长的可见光信号被个别地以高速调制，并且全部可见光信号的组合被同时地以低速调制，所以可以提供可见光信息广播以使得公共信息通过长距离广播，并且个体信息以高速在短距离上广播。此外，通过同时地发送用于长距离和短距离的数据，数据传输效率可以提高，并且可以有效地使用有限的通信资源。虽然已经参照本发明的特定示范性实施例示出和描述本发明，但是本领域技术人员应该理解，可在形式和细节方面进行各种改变而不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于发送可见光通信数据的装置，包括公共调制单元，产生用于发送第一可见光通信数据的调制信号； 多个个体调制单元，产生用于发送多个第二可见光通信数据的调制信号；以及多个发光单元，分别从所述多个个体调制单元接收调制信号，并且输出可见光信号， 其中，公共调制单元的输出信号被输入作为所述多个个体调制单元的输出控制信号。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述公共调制单元以相对低于所述个体调制单元的调制速度的速度来调制数据。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个个体调制单元的每个包括 调制驱动器，调制用于可见光通信的信号；以及缓冲器，临时地存储从所述调制驱动器输出的信号，其中，所述公共调制单元的输出信号被输入作为用于控制所述缓冲器的输出的信号。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个个体调制单元的每个包括 调制驱动器，调制用于可见光通信的信号；以及算术逻辑单元，对所述调制驱动器的输出和所述公共调制单元的输出执行逻辑运算。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述算术逻辑单元是乘法操作单元。
6.如权利要求1到5中的任意一项所述的装置，其中，所述多个发光单元包括输出红、 绿和蓝光的发光二极管，以及在通过所述输出红、绿和蓝光的发光二极管的组合的白光来发送第一可见光通信数据时，通过所述红、绿和蓝光来发送多个第二可见光通信数据。
7.一种用于接收可见光通信数据的装置，包括公共解调单元，接收由多个可见光波段信号的组合形成的信号，并且解调所述第一可见光通信数据；可见光分离单元，将所述接收信号分离成为多个可见光波段信号；以及多个个体解调单元，接收分离的波段信号，并且解调第二可见光通信数据。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述可见光分离单元包括用于分别提取红、绿和蓝光的多个滤光器，以及其中，在所述多个个体解调单元解调红、绿和蓝光波段信号时，所述公共解调单元解调由红、绿和蓝光的组合产生的白光信号。
9.如权利要求7所述的装置，其中，所述公共解调单元通过包络线检测来检测白光信号。
全文摘要
提供一种用于发送可见光通信数据的装置，所述装置包括公共调制单元，产生用于发送第一可见光通信数据的调制信号；多个个体调制单元，产生用于发送多个第二可见光通信数据的调制信号；以及多个发光单元，分别从所述多个个体调制单元接收调制信号，并且输出可见光信号，其中，所述公共调制单元的输出被输入作为所述个体调制单元的输出控制信号。
文档编号H04B10/114GK102227883SQ200980147804
公开日2011年10月26日 申请日期2009年9月15日 优先权日2008年11月28日
发明者吴润济, 朴成范, 郑大光 申请人:三星电子株式会社