(5)回傳信號接收單元25
[0077]采用紅外、wifi或3G通信接收模塊；
[0078]用于接收信息接收裝置40中信號回傳單元44發(fā)送的回傳信號，然后發(fā)送請求至信號控制單元21，請求控制信息處理單元23對回傳信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0079]3)信息發(fā)送裝置30
[0080]信息發(fā)送裝置包括相互連接的信號線31和LED發(fā)送陣列32。
[0081](I)信號線31，采用同軸電纜線;用于信號傳輸。
[0082](2)LED發(fā)送陣列32，采用LED燈陣列的形式進(jìn)行連接;用于數(shù)據(jù)信號的發(fā)送。
[0083]4)信息接收裝置40
[0084]信息接收裝置40包括接收天線41、接收功率測量單元42、接收信息處理單元43和信號回傳單元44;
[0085]接收天線41、接收功率測量單元42、接收信息處理單元43和信號回傳單元44依次連接，分別實現(xiàn)可見光信號的接收、接收功率測量、接收信息處理和信息回傳；
[0086]接收功率測量單元42和信號回傳單元44連接，實現(xiàn)接收功率測量信息的傳遞。
[0087](I)接收天線41
[0088]接收天線41采用高精度光電二極管PIN或光電探測器PD;用于接收信息發(fā)送裝置30發(fā)送的數(shù)據(jù)信號，并將光照信號轉(zhuǎn)換成光電流。
[0089](2)接收功率測量單元42
[0090]接收功率測量單元42包含信號放大和濾波電路及FPGA，采用FPGA對接收到的光電流進(jìn)行控制處理，計算接收光信號的平均功率，同時將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)浇邮招畔⑻幚韱卧?3，并將計算出的功率值發(fā)送到信號回傳單元44。
[0091](3)接收信息處理單元43
[0092]接收信息處理單元43，采用FPGA進(jìn)行信號放大、濾波和解碼操作。
[0093](4)信號回傳單元44
[0094]采用紅外、wifi或3G通信發(fā)送模塊;接收到接收功率測量單元42傳遞來的功率信息及其他通信請求信息，對接收功率信息及其他通信請求進(jìn)行數(shù)據(jù)打包處理，并發(fā)送至信息控制處理裝置20。
[0095]工作機理
[0096]外部網(wǎng)絡(luò)10為信息控制處理裝置20提供需要訪問的數(shù)據(jù)；
[0097]信息控制處理裝置20管理和控制信息發(fā)送裝置30進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，同時接收和處理來自信息接收裝置40中信號回傳單元44發(fā)送的回傳的信號；
[0098]信息發(fā)送裝置30根據(jù)信息控制處理裝置20的數(shù)據(jù)發(fā)送請求和天線控制方法對信息控制處理裝置20中信息處理單元23處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送，通過可見光信道與信息接收裝置40建立通信鏈接；
[0099]信息接收裝置40接收并處理來自信息發(fā)送裝置30發(fā)送的數(shù)據(jù)，同時打包接收數(shù)據(jù)強度信息和其他控制請求信息，通過信號回傳單元44將打包信息發(fā)送出去。
[0100]二、方法
[0101]如圖2，本方法包括下列步驟:
[0102]①信息控制處理裝置發(fā)送一個測試信號幀-201;
[0103]②信息接收裝置接收到信號幀，測試各接收天線接收信號強度，并將其打包，通過信號回傳單元向信息控制處理裝置回復(fù)測量信息-202;
[0104]③信息控制處理裝置接收到回傳信息，通過對比預(yù)先設(shè)定的功率閾值確定通信鏈路狀態(tài)，判別通信模式并進(jìn)行模式切換-203;
[0105]④信息控制處理裝置根據(jù)確定的通信模式中發(fā)送方式及通信速率的要求，調(diào)節(jié)信號發(fā)送速率，并通過天線發(fā)送-204;
[0106]⑤信息接收裝置接收到信息，并實現(xiàn)可見光通信-205。
[0107]步驟③，通信模式判別與切換
[0108]如圖3，通信模式判別與切換流程如下:
[0109]A、構(gòu)建室內(nèi)可見光通信的信道模型，根據(jù)室內(nèi)通信有無遮擋的室內(nèi)場景變化，確定4種通信模式-301;
[0110]B、計算不同模式下的功率閾值，確定模式切換的功率范圍-302;
[0111]C、進(jìn)行模式切換，根據(jù)通信模式及其控制方法對下行通信進(jìn)行天線選擇和傳輸速率控制-303。
[0112](I)步驟A，所述4種通信模式:
[0113]a、通過信息控制處理裝置20中回傳信號接收單元25接收到的功率信息來判斷鏈路狀態(tài)，當(dāng)判斷多發(fā)送天線與多接收天線間的視距傳輸路線無任何實物遮擋時，則采用2 X2多輸入多輸出MMO方式通過視距鏈路進(jìn)行信號高速傳輸，信息控制處理裝置20將天線接收功率列表中接收功率最高的兩路信號對應(yīng)LED天線作為發(fā)送天線組，記作天線發(fā)送狀態(tài)SI;由天線選擇控制單元24控制已編碼信號由選定的天線組發(fā)送，未選定LED天線則不調(diào)制信息，僅用作照明，同時采用均衡技術(shù)來減小墻面一次或多次反射信號對視距信號帶來的干擾，記作模式Ml;
[0114]b、當(dāng)判斷多發(fā)送天線與多接收天線間存在遮擋，但未完全視距遮擋時，則采用I XI單輸入單輸出或1X2單輸入多輸出方式通過視距鏈路進(jìn)行信號傳輸，信息控制處理裝置20將天線接收功率列表中接收功率最高的一路信號對應(yīng)LED天線作為發(fā)送天線，記作天線發(fā)送狀態(tài)S2;由天線選擇控制單元24控制已編碼信號由選定的天線發(fā)送，未選定LED天線則不調(diào)制信息，僅用作照明，同時采用均衡技術(shù)來減小墻面一次反射或多次反射信號對視距信號帶來的干擾，記作模式M2;
[0115]C、當(dāng)判斷多發(fā)送天線與多接收天線間存在遮擋，且視距被完全遮擋時，則采用多輸入多輸出MMO方式通過反射鏈路進(jìn)行信號傳輸，信息控制處理裝置20將天線接收功率列表中接收功率最高的兩路信號對應(yīng)LED天線作為發(fā)送天線組，記作天線發(fā)送狀態(tài)S3;由天線選擇控制單元24控制已編碼信號由選定的天線組發(fā)送，此處天線列表中最強兩路信號皆為墻面一次反射信號，信號強度低于模式Ml中天線列表中對應(yīng)的信號強度;未選定LED天線則不調(diào)制信息，僅用作照明，同時采用均衡技術(shù)來減小墻面二次反射或多次反射信號對視距信號帶來的干擾，記作模式M3;
[0116]d、信息接收裝置40中信號回傳單元44向信息控制處理裝置20回傳狀態(tài)包前，天線選擇控制單元24控制測試信號通過信息發(fā)送裝置中所有天線發(fā)送相同信號，記作天線發(fā)送狀態(tài)S4;信息接收裝置默認(rèn)選用天線列表中信號最強的發(fā)送和接收天線對進(jìn)行單輸入單輸出視距或非視距通信，記作模式M4，M4為系統(tǒng)初始化模式。
[0117](2)步驟 B，
[0118]*所述功率閾值計算和模式確認(rèn)方法:
[0119]根據(jù)接收功率測量單元42對各天線信號的接收情況建立天線功率列表，將各發(fā)送天線與接收天線之間鏈路的功率按大小進(jìn)行列表，設(shè)置功率閾值Pl，其中Pl大于室內(nèi)單陣列LED天線對光電探測器帶來的總功率;M4為系統(tǒng)初始化模式；當(dāng)雙接收天線探測到信號功率均大于Pl，則判決模式切換至Ml;當(dāng)雙接收天線探測到信號功率均小于Pl，則判決模式切換至M3;其他情況則判別模式切換至M2;
*所述Pl確定方法:
[0121]使用信息控制處理裝置20控制N個LED陣列天線同時照明，天線與光電探測器間無遮擋，測量接收平面上不同位置光電探測器接收到的功率值，測量樣本為NE (NE依房間大小決定，每平方米至少一個樣本點)，取NE個功率值中最小的功率，記作Pl。
[0122]*所述功率計算方法:
[0123]在信息接收裝置40端，光電探測器41將收集到的光信號轉(zhuǎn)化為電流I，寫為I=RaPRx，其中Ra是光電探測器的響應(yīng)系數(shù)，Prx是光電探測器接收到的光功率，光電探測器41響應(yīng)系數(shù)一定，根據(jù)測量電流值計算得到光電探測器41接收光功率；
[0124]圖5計算結(jié)果顯示，視距信號接收功率遠(yuǎn)大于一次反射信號接收功率，故無遮擋或半遮擋下的接收功率相對于全遮擋下的接收功率較易識別；同理，無遮擋下由于接收天線接收到至少兩個天線陣列的視距光信號，故無遮擋下的信號接收功率也會明顯大于半遮擋下接收功率;因此可以通過接收功率的大小判別天線是處于無遮擋、半遮擋或全遮擋狀態(tài)；
[0125]所述選定列表中發(fā)送天線方法，根據(jù)發(fā)送天線發(fā)送信號包含的天線識別信息對天線進(jìn)行分辨，確定具體的發(fā)送天線，由天線選擇控制單元24控制天線進(jìn)行信號發(fā)送。
[0126](3)步驟C，模式切換
[0127]系統(tǒng)的模式切換由信息控制處理裝置20中的信號控制單元21、模式切換處理單元22、信息處理單元23、天線選擇控制單元24和回傳信號接收單元25協(xié)同實現(xiàn)。
[0128]如圖4，模式切換流程如下:
[0129]1、模式切換處理單元22初始化模式列表，選擇初始化模式M4，并將模式信息發(fā)送至信號控制單元21-401;
[0130]Π、信號控制單元21請求信息處理單元23發(fā)送鏈路測試信號，同時確定天線發(fā)送狀態(tài)為S0-402;
[0131]m、請求天線選擇控制單元24按照S4要求選擇天線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送-403;
[0132]IV、等待回傳信號，由信號控制單元21判斷是否接收到包含有鏈路信號強度信息的回傳信號-404，是則進(jìn)入步驟V，否則跳轉(zhuǎn)到步驟I;
[0133]V、信息處理單元23將處理后的信號強度報告發(fā)送至模式切換處理單元22-405;
[0134]V1、模式切換處理單元根據(jù)所述模式判斷流程判別通信模式-406:
[0135]1、當(dāng)兩接收天線接收信號強度大于或等于閾值Pl時，則判決執(zhí)行通信模式Ml，并將判決結(jié)果發(fā)送至信號控制單元21-4071;
[0136]或?、當(dāng)兩接收天線接收信號強度均小于閾值Pl時，則判決執(zhí)行通信模式M3，并將判決結(jié)果發(fā)送至信號控制單元21-4072;
[0137]或ii1、其他情況