專利解密之華為如何利用可見光實現雙向數據傳輸

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專利解密之華為如何利用可見光實現雙向數據傳輸

半導體投資聯盟 發表於 2020-04-09 14:42:22

（文章來源：半導體投資聯盟）

前不久我國研發的全球首款商品級超寬帶可見光通信專用晶片在中國國際智能產業博覽會上正式發布, 可支持每秒G比特量級的高速傳輸, 為室內綠色超寬帶信息網絡、基於虛擬實境功能的家庭智慧服務、高速無線數據傳輸等領域的可見光通信應用提供晶片級的產品。

可見光通信技術能夠充分利用燈光在照明的同時進行通信和高速率的數據傳輸，而目前實用化的可見光通信，主要基於LED白光進行通信，據估計，未來LED將佔據50%以上的照明市場，推動可見光通信走向商用並快速發展。然而在現有場景中，由於可見光傳輸具有發送功耗大，傳輸效率低等問題，只能向用戶終端傳輸下行鏈路數據，但終端很難採用可見光向設備反饋數據，導致雙向通信難以實現，限制了可見光通信的應用。

針對這一問題，在2016年10月17日，華為公司就提出一項名為「可見光通信VLC相關設備及方法」的發明專利（申請號：201480077983.7），申請人為華為技術有限公司。

此專利主要提供了一種可見光通信（VLC）的相關設備以及使用方法，用於實現在終端僅能夠接收可見光數據的情況下，能夠向可見光設備及時反饋數據。當用戶終端在接收設備通過可見光鏈路傳輸的數據包後，通過自身所具備的除可見光通信之外的無線通信功能向設備發送數據，從而實現雙向數據傳輸。

圖1左側展示了用戶終端的結構模塊，VLC接收模塊101用於接收通過可見光鏈路傳輸的數據包，並將其傳遞給102邏輯控制鏈路（LLC）模塊，LLC模塊利用接收到的數據包生成帶有成功接收標識的響應信息，最後由無線通信模塊103將此響應信息轉換為射頻信號發送給VLC設備。可見光通信設備結構如圖1右側所示，通信模塊201用於接收承載響應信息的通信信號，並發送給LLC實體模塊202，在LLC模塊中根據響應信息數據獲取終端成功接收的數據包標識，傳輸給VLC發射模塊203，利用可見光開始下一輪的通信數據傳輸。在此數據交互過程中，用戶終端反饋給VLC設備的通信信號可為WiFi信號，BT信號，IR信號、蜂窩網絡信號等。

可見光雙向通信流程圖如圖2，接入點設備提供服務，集成了VLC燈與短距離無線通信功能，具備VLC發射模塊(包括MAC層、物理層、發光器件等)和短距離無線通信模塊，如WiFi模塊。當用戶的數據到達接入點設備時， LLC模塊將該數據轉換為帶有編號的LLC數據包，傳遞給VLC發射模塊，通過VLC燈發送給用戶設備。用戶設備的VLC接收模塊將成功接收的LLC數據包傳遞給終端的LLC模塊，並通過WiFi模塊向接入點設備發送一個LLC層的ACK消息，表示終端成功接收。此時接入點設備獲取該數據，並計算得到哪些數據被用戶成功接收，並確定是否需要進行數據重傳。

基於此技術方案，在可見光通信場景下，終端通過無線信號向可見光通信設備反饋上行數據，從而實現了在終端僅能夠接收可見光數據的情況下，能夠向VLC設備反饋數據，實現雙向數據傳輸，從而利用可見光頻譜資源，提高了接入點的通信速率，能夠更好地滿足用戶的數據業務需求。

以上就是華為公司的可見光通信技術，利用普遍存在的可見光資源實現接入設備和用戶終端短距離通信，節省了現有的通信頻譜，同時還可避免無線電通信電磁信號洩露等弱點，快速構建抗幹擾、抗截獲的安全信息空間。
      （責任編輯：fqj）

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