本發(fā)明屬于光無線通信，具體涉及燈到燈通信與li-fi擴(kuò)展器。

背景技術(shù)：

1、li-fi，即light?fidelity，是一種利用可見光波譜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。它類似于wi-fi，但li-fi技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)網(wǎng)連接，其數(shù)據(jù)傳輸速度可以與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)(wi-fi)相媲美，甚至在某些情況下超過wi-fi，li-fi的工作原理是通過調(diào)節(jié)led燈或其他發(fā)光二極管的光強(qiáng)度來傳輸數(shù)據(jù)。在光照條件下，li-fi可以提供一個(gè)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，而且因?yàn)樗褂玫氖枪獠ǎ钥梢员苊鉄o線電波干擾，比如在醫(yī)院手術(shù)室等需要減少電磁干擾的場所非常有用。

2、li-fi的基本原理簡單而優(yōu)雅。led通過半導(dǎo)體電流產(chǎn)生光，允許對光強(qiáng)度調(diào)制進(jìn)行微調(diào)。這種調(diào)制以不可察覺的速度發(fā)生，作為傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)(數(shù)字通信的基礎(chǔ)元素)的管道。單個(gè)led燈泡的每次閃爍，每秒發(fā)生數(shù)千到數(shù)百萬次，對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，隨著閃爍頻率的增加，實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率。在接收端，光電探測器捕獲這些光信號，將其轉(zhuǎn)換回電信號，促進(jìn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的重構(gòu)，以便在數(shù)字設(shè)備上訪問。

3、在目前的li-fi技術(shù)研究中，led燈通常被用作光信號的發(fā)射源。然而，led燈在接收信號方面存在一定的局限性。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)led燈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要用于發(fā)光，而不是同時(shí)具備接收功能，因此，在使用led燈作為光信號傳輸介質(zhì)時(shí)，通常需要單獨(dú)的接收器來捕獲光信號，此外，環(huán)境光對li-fi技術(shù)的信號傳輸也存在一定的影響，在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)境光，如太陽光、其他照明設(shè)備或反射光，可能會干擾led燈發(fā)出的光信號，這種干擾可能導(dǎo)致信號弱化或誤碼率增加，從而影響li-fi系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供燈到燈通信與li-fi擴(kuò)展器，以解決上述背景技術(shù)中提出的在使用led燈作為光信號傳輸介質(zhì)時(shí)，通常需要單獨(dú)的接收器來捕獲光信號，此外，環(huán)境光對li-fi技術(shù)的信號傳輸也存在一定的影響，在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)境光，如太陽光、其他照明設(shè)備或反射光，可能會干擾led燈發(fā)出的光信號，這種干擾可能導(dǎo)致信號弱化或誤碼率增加，從而影響li-fi系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：燈到燈通信與li-fi擴(kuò)展器，包括信號接入、adc信號處理器、信號比較器、信號放大器、dac信號處理器、硅基光敏二極管、信號過濾器、二階信號放大器、adc信號處理器、二級-信號比較器、二級-信號放大器、二級-dac信號處理器、二級-硅基光敏二極管、二級-信號過濾器、二級-二階信號放大器、二級-adc信號處理器、usb、pc/mp和移動(dòng)通信設(shè)備，且所述信號接入的輸出端和adc信號處理器的輸入端之間相互電性連接，所述adc信號處理器的輸出端和信號比較器的輸入端之間相互電性連接，所述信號比較器的輸出端和信號放大器的輸入端之間相互電性連接，所述信號放大器的輸出端和dac信號處理器的輸入端之間相互電性連接，所述dac信號處理器的輸出端和硅基光敏二極管的輸入端之間相互電性連接，所述硅基光敏二極管的輸出端和信號過濾器的輸入端之間相互電性連接，所述信號過濾器的輸出端和二階信號放大器的輸入端之間相互電性連接，所述二階信號放大器的輸出端和adc信號處理器的輸入端之間相互電性連接，所述adc信號處理器的輸出端和二級-信號比較器的輸入端之間相互電性連接，所述二級-信號比較器的輸出端和二級-信號放大器的輸入端之間相互電性連接，所述二級-信號放大器的輸出端和二級-dac信號處理器的輸入端之間相互電性連接，所述二級-dac信號處理器的輸出端和二級-硅基光敏二極管的輸入端之間相互電性連接，所述二級-硅基光敏二極管的輸出端和二級-信號過濾器的輸入端之間相互電性連接，所述二級-信號過濾器的輸出端和二級-二階信號放大器的輸入端之間相互電性連接，所述二級-二階信號放大器的輸出端和二級-adc信號處理器的輸入端之間相互電性連接，所述二級-adc信號處理器的輸出端和usb的輸入端之間相互電性連接，所述usb的輸出端和pc/mp的輸入端之間相互電性連接，所述pc/mp的輸出端和移動(dòng)通信設(shè)備的輸入端之間相互電性連接。

3、燈到燈通信與li-fi擴(kuò)展器，包括以下工作流程：

4、步驟一：模擬信號最初轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，在此轉(zhuǎn)換過程中，使用3.3v的閾值來區(qū)分二進(jìn)制值；

5、步驟二：實(shí)施信號放大以增強(qiáng)從模擬源導(dǎo)出的數(shù)字信號的強(qiáng)度；

6、步驟三：隨后，放大的數(shù)字信號被引導(dǎo)到光敏二極管；

7、步驟四：然后應(yīng)用濾波過程來優(yōu)化信噪比(snr)，從而提高信號精度；

8、步驟五：部署了一個(gè)兩級運(yùn)算放大器；

9、步驟六：數(shù)字信號根據(jù)需要重新轉(zhuǎn)換為模擬形式；

10、步驟七：在先進(jìn)的led照明的情況下，再次評估光信號的強(qiáng)度以進(jìn)行二元判定；

11、步驟八：再次采用信號放大來實(shí)現(xiàn)放大的數(shù)字信號，從而促進(jìn)電信號轉(zhuǎn)換回光信號；

12、步驟九：光信號由接收器端的光敏二極管接收；

13、步驟十：采用額外的濾波技術(shù)來進(jìn)一步提高信噪比的準(zhǔn)確性；

14、步驟十一：再次利用兩級放大器來放大電信號；

15、步驟十二：最后，電信號通過通用串行總線(usb)傳輸，并集成到移動(dòng)通信設(shè)備或筆記本電腦等用戶終端中。

16、優(yōu)選的，所述步驟一中，電壓高于3.3v表示為“1”，低于3.3v表示為“0”。

17、優(yōu)選的，所述步驟二中，通過使用放大電路，如運(yùn)算放大器(op-amp)電路，來增強(qiáng)從模擬源導(dǎo)出的數(shù)字信號的強(qiáng)度。

18、優(yōu)選的，所述步驟三中，二極管集成在移動(dòng)電話或筆記本電腦等設(shè)備中，或者可能嵌入先進(jìn)的led照明系統(tǒng)中，該二極管的作用是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。

19、優(yōu)選的，所述步驟五中，兩級運(yùn)算放大器包括一個(gè)初始級的差分放大器和一個(gè)由后續(xù)級差分放大器輸出驅(qū)動(dòng)的高增益級。

20、優(yōu)選的，所述步驟九中，在光敏二極管接收時(shí)，光信號轉(zhuǎn)化為電信號。

21、優(yōu)選的，所述步驟十中，濾波技術(shù)包括低通濾波器：允許低于特定頻率的信號通過，而阻止高頻噪聲；高通濾波器：允許高于特定頻率的信號通過，而阻止低頻噪聲；帶通濾波器：允許特定頻率范圍內(nèi)的信號通過，同時(shí)阻止該范圍之外的信號；帶阻濾波器：阻止特定頻率范圍內(nèi)的信號通過，而允許其他頻率的信號通過；陷波濾波器：設(shè)計(jì)用來在特定頻率上深度衰減信號，通常用于消除電源線頻率等特定干擾；積分濾波器或移動(dòng)平均濾波器：用于平滑信號，減少隨機(jī)噪聲的影響；微分濾波器：用于增強(qiáng)信號的變化率，對噪聲有抑制作用。

22、優(yōu)選的，所述步驟十一中，放大電信號的目的是為了確保光信號到電信號的最佳轉(zhuǎn)換。

23、優(yōu)選的，所述步驟十二中，將經(jīng)過處理和放大的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并利用usb接口實(shí)現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，usb接口具有廣泛的兼容性和較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，能夠滿足多種設(shè)備和應(yīng)用的需求，通過usb接口，信號可以被傳輸?shù)接脩艚K端，如移動(dòng)電話、筆記本電腦等，從而實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的通信、數(shù)據(jù)同步和充電等功能，此外，usb接口還可以提供熱插拔支持，方便用戶在無需重啟設(shè)備的情況下添加或移除外設(shè)。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了燈到燈通信與li-fi擴(kuò)展器，具備以下有益效果：

25、1、本發(fā)明使led能夠同時(shí)傳輸和接收信號，利用光電二極管，從源接收信號并對其進(jìn)行處理以傳輸?shù)胶罄m(xù)led，有效地避免了在使用led燈作為光信號傳輸介質(zhì)時(shí)，通常需要單獨(dú)的接收器來捕獲光信號的問題；

26、2、本發(fā)明通過采用精確的調(diào)制和解調(diào)技術(shù)以確?？煽康臄?shù)據(jù)傳輸，有效地避免了環(huán)境光對li-fi技術(shù)的信號傳輸也存在一定的影響，在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)境光，如太陽光、其他照明設(shè)備或反射光，可能會干擾led燈發(fā)出的光信號，這種干擾可能導(dǎo)致信號弱化或誤碼率增加，從而影響li-fi系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性的問題；

27、3、本發(fā)明通過采用最高層次的初級led(l1)作為低層次led(l2、l3等)的強(qiáng)大信號源，l1向l2、l3以及更遠(yuǎn)的層次傳輸信號，l2和l3能夠同時(shí)接收和傳輸信號，這種級聯(lián)過程解決了li-fi有限覆蓋范圍的局限性，顯著增強(qiáng)了li-fi通信覆蓋范圍，類似于wi-fi擴(kuò)展器的功能。