本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種音頻通信系統(tǒng)，特別是涉及一種基于可見光的語音傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前無線通訊系統(tǒng)主要是通過射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中主要通過毫微基站(Femtocell)和拉遠(yuǎn)射頻前端(RRU)等手段進(jìn)行覆蓋構(gòu)成小區(qū)。由于在小區(qū)之間的功率和頻譜規(guī)劃不夠完善，經(jīng)常增加基站完成盲區(qū)的覆蓋，容易出現(xiàn)相同頻段的小區(qū)會(huì)相互干擾，降低系統(tǒng)接入率。由于無線電波對(duì)墻體的穿透性，工作在相同頻率的相鄰小區(qū)也會(huì)相互干擾，降低整個(gè)系統(tǒng)的容量。

可見光通信技術(shù)(VLC)是指用可見光作為信息的載體，在空氣介質(zhì)中直接傳輸光信號(hào)的通信方式。與傳統(tǒng)的射頻傳輸相比較，可見光通信不受無線信道的影響，保密性和安全性都得到很大的提高。但是，在遠(yuǎn)距離通信以及室外通信的過程中，可見光通信系統(tǒng)顯得不夠完善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于可見光的語音傳輸系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有無線通信技術(shù)中工作在相同頻率的無線通信信號(hào)會(huì)相互干擾的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種基于可見光的語音傳輸系統(tǒng)，所述基于可見光的語音傳輸系統(tǒng)包括聲音發(fā)射子系統(tǒng)、信號(hào)轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)和聲音接收子系統(tǒng)；所述聲音發(fā)射子系統(tǒng)包括：聲音采集設(shè)備，采集音頻模擬信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換模塊，與所述聲音采集設(shè)備通信相連，將所述音頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻數(shù)字信號(hào)；第一控制模塊，與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊通信相連，將所述音頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼處理；RF發(fā)送模塊，與所述第一控制模塊通信相連，將控制信號(hào)與壓縮編碼后的音頻數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)發(fā)送；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)包括：RF接收模塊，與所述RF發(fā)送模塊通信相連，接收所述射頻信號(hào)，提取出有效數(shù)據(jù)；第二控制模塊，與所述RF接收模塊通信相連，讀取所述有效數(shù)據(jù)；光電轉(zhuǎn)換模塊，與所述第二控制模塊通信相連，將所述有效數(shù)據(jù)放大，根據(jù)所述放大的有效數(shù)據(jù)以O(shè)OK的調(diào)制方式生成光控制信號(hào)；光信號(hào)發(fā)送模塊，與所述光電轉(zhuǎn)換模塊通信相連，根據(jù)所述光控制信號(hào)發(fā)射光信號(hào)；所述聲音接收子系統(tǒng)包括：光信號(hào)接收模塊，與所述光信號(hào)發(fā)送模塊通信相連，感應(yīng)接收并放大所述光信號(hào)；第三控制模塊，與所述光信號(hào)接收模塊通信相連，對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，還原出音頻數(shù)字信號(hào)；D/A轉(zhuǎn)換模塊，與所述第三控制模塊通信相連，將所述音頻數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻模擬信號(hào)；聲音輸出設(shè)備，與所述D/A轉(zhuǎn)換模塊通信相連，輸出所述音頻模擬信號(hào)。

優(yōu)選地，所述第一控制模塊通過SPI總線與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊和RF發(fā)送模塊分別相連；所述第二控制模塊通過SPI總線與所述RF接收模塊相連；所述第三控制模塊通過SPI總線與所述D/A轉(zhuǎn)換模塊分別相連。

優(yōu)選地，所述第一控制模塊的電路結(jié)構(gòu)包括：中央處理器；程序存儲(chǔ)器，與所述中央處理器通信相連；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，與所述中央處理器通信相連；SPI接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；I/O接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；串行接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；EEPROM，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；定時(shí)/計(jì)數(shù)器；電源復(fù)位模塊；看門狗模塊，與所述定時(shí)/計(jì)數(shù)器和電源復(fù)位模塊通信相連。

優(yōu)選地，所述第二控制模塊和所述第三控制模塊的電路結(jié)構(gòu)與所述第一控制模塊的電路結(jié)構(gòu)相同。

優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括一NMOS場(chǎng)效應(yīng)管，所述NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述第二控制模塊的有效數(shù)據(jù)輸出端相連，所述NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極接電源，所述NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述光信號(hào)發(fā)送模塊相連；所述光信號(hào)發(fā)送模塊為L(zhǎng)ED，所述LED的正極與所述NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連，所述LED的負(fù)極接地。

優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括一雙極結(jié)型晶體管，所述雙極結(jié)型晶體管包括第一三極管和第二三極管；所述第一三極管的基極通過一濾波器與所述第二控制模塊的有效數(shù)據(jù)輸出端相連，所述第一三極管的集電極通過第一電阻與電源相連，所述第一三極管的集電極通過第二電阻與所述光信號(hào)發(fā)送模塊相連，所述第一三極管的發(fā)射極接地；所述第二三極管的基極通過第三電阻與所述電源相連，所述第二三極管的集電極與所述光信號(hào)發(fā)送模塊相連，所述第二三極管的發(fā)射極接地；所述光信號(hào)發(fā)送模塊為L(zhǎng)ED，所述LED的正極與所述第二三極管的集電極相連，所述LED的負(fù)極接地。

優(yōu)選地，所述光信號(hào)接收模塊中的光信號(hào)放大模塊為跨阻放大器。

優(yōu)選地，所述光信號(hào)接收模塊中的光信號(hào)放大模塊為差分放大器。

如上所述，本實(shí)用新型所述的基于可見光的語音傳輸系統(tǒng)，具有以下有益效果：

本實(shí)用新型提出一種基于2.4GHz射頻無線電通信和可見光通信兩種技術(shù)相結(jié)合的語音傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但可以有效地解決室內(nèi)無線覆蓋環(huán)境下同頻相鄰小區(qū)內(nèi)的干擾問題，營(yíng)造一種具有較強(qiáng)小區(qū)隔絕性的無線通信環(huán)境，而且可以彌補(bǔ)可見光通信系統(tǒng)在遠(yuǎn)距離通信方面的缺陷。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的基于可見光的語音傳輸系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的第一控制模塊的一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的光電轉(zhuǎn)換模塊的一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的光電轉(zhuǎn)換模塊的另一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的光信號(hào)接收模塊的一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的光信號(hào)接收模塊的另一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說明

100 基于可見光的語音傳輸系統(tǒng)

110 聲音發(fā)射子系統(tǒng)

111 聲音采集設(shè)備

112 A/D轉(zhuǎn)換模塊

113 第一控制模塊

114 RF發(fā)送模塊

120 信號(hào)轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)

121 RF接收模塊

122 第二控制模塊

123 光電轉(zhuǎn)換模塊

124 光信號(hào)發(fā)送模塊

130 聲音接收子系統(tǒng)

131 光信號(hào)接收模塊

132 光信號(hào)接收模塊

133 D/A轉(zhuǎn)換模塊

134 聲音輸出設(shè)備

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

請(qǐng)參閱附圖。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。

實(shí)施例

本實(shí)施例提供一種基于可見光的語音傳輸系統(tǒng)，參見圖1所示，所述基于可見光的語音傳輸系統(tǒng)100包括聲音發(fā)射子系統(tǒng)110、信號(hào)轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)120和聲音接收子系統(tǒng)130。

所述聲音發(fā)射子系統(tǒng)110包括：聲音采集設(shè)備111，A/D轉(zhuǎn)換模塊112，第一控制模塊113，RF發(fā)送模塊114。

所述聲音采集設(shè)備111采集音頻模擬信號(hào)。

所述A/D轉(zhuǎn)換模塊112與所述聲音采集設(shè)備111通信相連，將所述音頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻數(shù)字信號(hào)。

所述第一控制模塊113與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊112通信相連，將所述音頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼處理。所述第一控制模塊通過SPI總線與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊和RF發(fā)送模塊分別相連。參見圖2所示，所述第一控制模塊的電路結(jié)構(gòu)包括：中央處理器；程序存儲(chǔ)器，與所述中央處理器通信相連；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，與所述中央處理器通信相連；SPI接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；I/O接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；串行接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；EEPROM，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；定時(shí)/計(jì)數(shù)器；電源復(fù)位模塊；看門狗模塊，與所述定時(shí)/計(jì)數(shù)器和電源復(fù)位模塊通信相連。

所述RF發(fā)送模塊114與所述第一控制模塊113通信相連，將控制信號(hào)與壓縮編碼后的音頻數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)發(fā)送。

所述信號(hào)轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)120包括：RF接收模塊121，第二控制模塊122，光電轉(zhuǎn)換模塊123，光信號(hào)發(fā)送模塊124。

所述RF接收模塊121與所述RF發(fā)送模塊114通信相連，接收所述射頻信號(hào)，提取出有效數(shù)據(jù)。

所述第二控制模塊122與所述RF接收模塊121通信相連，讀取所述有效數(shù)據(jù)。所述第二控制模塊通過SPI總線與所述RF接收模塊相連。所述第二控制模塊的電路結(jié)構(gòu)包括：中央處理器；程序存儲(chǔ)器，與所述中央處理器通信相連；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，與所述中央處理器通信相連；SPI接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；I/O接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；串行接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；EEPROM，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；定時(shí)/計(jì)數(shù)器；電源復(fù)位模塊；看門狗模塊，與所述定時(shí)/計(jì)數(shù)器和電源復(fù)位模塊通信相連。所述第二控制模塊的電路結(jié)構(gòu)與所述第一控制模塊的電路結(jié)構(gòu)可以相同，也可以不同。

所述光電轉(zhuǎn)換模塊123與所述第二控制模塊122通信相連，將所述有效數(shù)據(jù)放大，根據(jù)所述放大的有效數(shù)據(jù)以O(shè)OK的調(diào)制方式生成光控制信號(hào)。

所述光電轉(zhuǎn)換模塊123的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可以有多種，但本實(shí)施例列舉以下2種實(shí)現(xiàn)方式，但本申請(qǐng)的保護(hù)范圍不限于以下兩種實(shí)現(xiàn)方式，凡是根據(jù)本實(shí)用新型的原理所做的現(xiàn)有技術(shù)的替換都包括在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

參見圖3所示，所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括一NMOS場(chǎng)效應(yīng)管，所述NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述第二控制模塊的有效數(shù)據(jù)輸出端相連，所述NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極接電源，所述NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述光信號(hào)發(fā)送模塊相連；所述光信號(hào)發(fā)送模塊為L(zhǎng)ED，所述LED的正極與所述NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連，所述LED的負(fù)極接地。

參見圖4所示，所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括一雙極結(jié)型晶體管，所述雙極結(jié)型晶體管包括第一三極管和第二三極管；所述第一三極管的基極通過一濾波器與所述第二控制模塊的有效數(shù)據(jù)輸出端相連，所述第一三極管的集電極通過第一電阻與電源相連，所述第一三極管的集電極通過第二電阻與所述光信號(hào)發(fā)送模塊相連，所述第一三極管的發(fā)射極接地；所述第二三極管的基極通過第三電阻與所述電源相連，所述第二三極管的集電極與所述光信號(hào)發(fā)送模塊相連，所述第二三極管的發(fā)射極接地；所述光信號(hào)發(fā)送模塊為L(zhǎng)ED，所述LED的正極與所述第二三極管的集電極相連，所述LED的負(fù)極接地。BJT是雙極結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor-BJT)的縮寫，又常稱為雙載子晶體管。它是通過一定的工藝將兩個(gè)PN結(jié)結(jié)合在一起的器件，有PNP和NPN兩種組合結(jié)構(gòu)。

圖4所示的光電轉(zhuǎn)換模塊相比于圖3所示的結(jié)構(gòu)，更具如下優(yōu)點(diǎn)：

1)因?yàn)锽JT的跨導(dǎo)很大，所以其熱噪聲系數(shù)就相對(duì)較低。對(duì)于普通三極管，BJT的反應(yīng)速度快于MOSFET。所以將LED開關(guān)驅(qū)動(dòng)器件更換為BJT三極管，開關(guān)響應(yīng)速度大幅提升；

2)信號(hào)輸入端的輸入電阻并聯(lián)了一個(gè)加速電容，加快了三極管基極在電壓跳變時(shí)的充放電速率，進(jìn)一步加快了開關(guān)速度；

3)三極管Q22在電路中的作用是：在Q21導(dǎo)通時(shí)，LED沒有電流流過，但因?yàn)槠浣Y(jié)電容的存在，仍會(huì)繼續(xù)放電一段時(shí)間才會(huì)滅掉，此時(shí)引入Q22，與Q21同步導(dǎo)通，加快LED兩端的電流泄放，從而提高LED的響應(yīng)速率。

所述光信號(hào)發(fā)送模塊124與所述光電轉(zhuǎn)換模塊123通信相連，根據(jù)所述光控制信號(hào)發(fā)射光信號(hào)。

所述聲音接收子系統(tǒng)130包括：光信號(hào)接收模塊131，第三控制模塊132，D/A轉(zhuǎn)換模塊133，聲音輸出設(shè)備134。

所述光信號(hào)接收模塊131與所述光信號(hào)發(fā)送模塊124通信相連，感應(yīng)接收并放大所述光信號(hào)。所述光信號(hào)接收模塊131的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可以有多種，但本實(shí)施例列舉以下2種實(shí)現(xiàn)方式，但本申請(qǐng)的保護(hù)范圍不限于以下兩種實(shí)現(xiàn)方式，凡是根據(jù)本實(shí)用新型的原理所做的現(xiàn)有技術(shù)的替換都包括在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

參見圖5所示，所述光信號(hào)接收模塊中的光信號(hào)放大模塊為跨阻放大器。參見圖6所示，所述光信號(hào)接收模塊中的光信號(hào)放大模塊為差分放大器。

所述第三控制模塊132與所述光信號(hào)接收模塊131通信相連，對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，還原出音頻數(shù)字信號(hào)。所述第三控制模塊通過SPI總線與所述D/A轉(zhuǎn)換模塊分別相連。所述第三控制模塊的電路結(jié)構(gòu)包括：中央處理器；程序存儲(chǔ)器，與所述中央處理器通信相連；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，與所述中央處理器通信相連；SPI接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；I/O接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；串行接口，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；EEPROM，通過數(shù)據(jù)總線與所述中央處理器通信相連；定時(shí)/計(jì)數(shù)器；電源復(fù)位模塊；看門狗模塊，與所述定時(shí)/計(jì)數(shù)器和電源復(fù)位模塊通信相連。所述第三控制模塊的電路結(jié)構(gòu)與所述第一控制模塊的電路結(jié)構(gòu)可以相同，也可以不同。

所述D/A轉(zhuǎn)換模塊133與所述第三控制模塊132通信相連，將所述音頻數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻模擬信號(hào)。

所述聲音輸出設(shè)備134與所述D/A轉(zhuǎn)換模塊133通信相連，輸出所述音頻模擬信號(hào)。

本實(shí)用新型提出一種基于2.4GHz射頻無線電通信和可見光通信兩種技術(shù)相結(jié)合的語音傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但可以有效地解決室內(nèi)無線覆蓋環(huán)境下同頻相鄰小區(qū)內(nèi)的干擾問題，營(yíng)造一種具有較強(qiáng)小區(qū)隔絕性的無線通信環(huán)境，而且可以彌補(bǔ)可見光通信系統(tǒng)在遠(yuǎn)距離通信方面的缺陷。

本實(shí)用新型保護(hù)的是基于可見光的語音傳輸系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型在具體應(yīng)用實(shí)現(xiàn)過程中所涉及的軟件內(nèi)容是固化于flash中的現(xiàn)有程序，不是本實(shí)用新型的改進(jìn)點(diǎn)，也不是本實(shí)用新型所要保護(hù)的內(nèi)容。

綜上所述，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。