可见光通信中的多维编码

为了提高可见光通信(VLC)的频谱利用率,提出一种多维编码方法,从编码原理和性能上进行了理论分析,在此基础上构建了基于RGB发光二极管(LED)的可见光视音频传输系统,并对该编码方法进行了实验验证。实验对多基色LED采用16脉冲位置调制(16-PPM)作为基调制的多维编码方法,在3 m距离上实现了1.5 Mbit/s的视音频数据流传输。结果表明,多维编码方法可以有效利用可见光的宽频谱,提高信道容量,为进一步实现高速通信系统提供了可能。     

无载波幅度相位调制无线光通信系统研究

无载波幅度相位（Carrierless Amplitude and Phase,CAP）调制是一种数字化方式的正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）。由于CAP调制具有频谱利用率高、成本低、复杂度小等优点,所以逐渐成为实现短距离高速光通信系统的一种备选方案。首先通过比较CAP调制和QAM的功率谱分析了这两种调制方式的特性,然后在大气信道仿真模型（Gamma-Gamma光强起伏分布模型）条件下,基于Matlab仿真分析了滤波器滚降系数,滤波器长度和采样时钟偏移对CAP调制无线光通信系统性能的影响并给出最优参数值。由仿真可知,采样时钟偏移会引起接收端信号的相位偏移,所以需要在接收端对相位畸变进行一定的补偿,文中也对后期所需的均衡算法进行了一些研究,希望能对以后CAP系统的设计有所帮助。最后对仿真结果进行了实验验证。     

可见光通信星座整形与人工智能解调技术

可见光通信（VLC）系统被认为是6G通信的重要组成部分,具有高信道容量、低电磁辐射、高保密性等优势。然而高速发光二极管（LED）VLC系统受限于调制带宽与高功率下的非线性。提出了一种基于贪婪算法的几何整形编码方式,并使用了一个具有3层隐藏层的深度神经网络（DNN）作为接收端的解码器。相比于使用传统的无载波幅度相位调制（CAP）解调策略,该技术使系统传输速率得到提升,且能够承受更大的信号峰峰电压和偏置电流,适合用于高速、高功率通信系统。实验证明了DNN能够替代传统的解调策略,并且误码率表现更加优越,是未来可见光通信中一项很有潜力的技术。     

基于LED 灯的室内可见光通信系统仿真分析

白光LED灯几MHz到几百MHz的调制带宽使其在照明的同时兼具通信功能。首先提出了照度均方差最小化准则来设计LED灯在室内的布局问题,分别考虑了不包含墙壁反射和包含墙壁反射两种情况下对室内照度分布的影响,分别给出了两种情况下白光LED灯的最优布局。然后分析了室内视距链路(不包含墙壁反射)和非视距链路(包含墙壁反射)下的室内照度分布、接收功率分布以及信噪比分布。非视距链路相对于视距链路来说,室内照度分布和接收功率分布明显增加,但是信噪比明显下降,这主要是由于非视距链路下墙壁反射产生的码间干扰所致。     

可见光通信系统平衡编码技术的研究

基于白光发光二极管(LED)能够被高速调制的特性,制作了室内半导体照明的可见光音频通信系统.针对可见光音频系统涉及较大数据量传输的场景,在原有的半导体照明平衡编码技术基础上,提出了一种改良型的稳定照明编码方式,在保证输出连续、稳定0-1数据码流的同时,将编码效率提高了10％以上,减小了传输时长,降低了编码冗余度.     

可见光通信中的无载波位相调制技术

为了保证可见光通信(VLC)系统能够为智能终端提供高速率、低能耗的数据传输服务。该文基于脉冲位置调制(PPM)技术,提出了一种新型的无载波位相(CPP)调制技术,即通过运用正交滤波器提高了PPM的传输速率。而针对采用CPP调制在VLC系统中功率效率显著降低的问题,提出了全新的时变偏置有效地降低了系统的功耗。最后仿真结果表明,采用时变偏置的CPP系统同采用直流偏置相比,在获得相同BER性能且带宽受限的情况下可以节省2 dB的信噪比。而同时考虑信号时隙之间的相关性,时变偏置可以进一步提升约1.5 dB的BER性能。     

可见光通信中多载波调制技术比较分析

介绍了可见光通信系统的工作原理,论述了正交频分复用(OFDM)和离散多音频调制(DMT)2种常用多载波调制解调技术的原理特点。针对可见光通信系统调制带宽有限的情况,提出了将多载波调制技术应用于可见光通信系统的技术方案。仿真验证了OFDM和DMT调制解调技术应用于可见光通信系统时的性能,比较分析了2种多载波调制解调技术在不同信噪比条件下的传输速率和误码率。仿真结果表明,DMT技术相对于传统的OFDM技术更适用于可见光通信系统。     

基于DSP的MIMO室内可见光通信系统数据处理

提出了一个基于TMS320F28335型浮点DSP的MIMO室内可见光通信系统数据处理方案。系统在数据传输方面运用了DSP的直接存储器访问(DMA)方式,能够满足实时信号处理中高速数据传输要求,且减小了CPU的负担,节省了整个系统的时间。实验结果表明,该数据处理方案克服了信道串扰带来的不利影响,准确性好,可靠性高,保证了系统数据的实时恢复。     

基于GMD-BD预编码的多用户MIMO可见光通信系统

在基于奇异值分解(singular value decomposition,SVD)的块对角(block diagonal,BD)预编 码多用户多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO) 室内可见光通信(visible light communication,VLC)系统中,同一用户终端的不同光接收机误码率性能有较大差别,而 用户终端误码率性能受限于最差性能的接收机。针对此问题,本文利用决策反馈均衡(decision feedback equalization,DFE) 非线性接收机,提出了基于几何均值分解(geometric mean decomposition,GMD)的BD预编码多用户MIMO室内VLC 系统,并利用同一用户终端采用不同视场角(field of view,FOV)的接收机进一步提高用户终端误码率性 能,分析了用户终端位置对用户终端误码率性能的影响。最后通过仿真验证了本文提出的系 统使同一用户终端的不同接收机获得相近的误码率性能,提高了最差接收机的性能,降低了 用户终端误码率。当单个发光二极管 (light emitting diode,LED)的发射功率为10 mW和系 统传输速率为100Mbit/s 时,在室内95%的区域内用户终端能够达到10－6左右的误码率性能。     

Square m-QAM相干光通信系统的载波相位估计算法

基于Viterbi-Viterbi算法原理,提出了一种适用于Square m-QAM相干光通信系统载波相位估计的改进算法,能够充分利用所有符号的相位信息进行载波相位估计.仿真分析表明,改进算法比现有其它算法复杂度更低,相位噪声容限更大,当BER=10-3、SNR代价为2dB时,16-QAM和64-QAM允许的激光线宽分别为1.1MHz和0.25MHz.     

基于MIMO的可见光通信系统研究

可见光通信是利用LED发出的可见光传输信息的,可见光通信兼顾照明和通信,同时LED具备发光强度高、耗能低、无电磁干扰,有着巨大的发展潜力。文章指出,将MIMO技术应用于可见光通信系统,合理地对LED进行布局,可提升系统的可靠性。同时文章研究了可见光通信系统中的调制技术,比较了几种常见的调制技术,分析了各自的优缺点。     

基于可见光通信的停车场泊车自动导航系统

为满足车辆定位需求并实现高效率停车场泊车导航,设计基于可见光通信的停车场泊车自动导航系统,系统的车位信息监测模块通过结合泊车位上方LED照明装置和车位地面的光敏电阻形成光电检测装置,获取停车场车位状态信息后,经STM32单片机产生频率差异显著方波信号;可见光信号调制模块依据可见光通信原理,将方波信号经信号调制电路转换成...     

基于多像素光子计数器的弱光可见光通信实验系统

可见光通信是一种将照明和通信相结合的新型无线通信技术,但是接收端所采用的传统光电检测器的探测动态范围小、探测效率低,限制着可见光通信的发展。为了进一步提升传输距离和通信速率,本文研究了阵列结构的多像素光子计数器(Multi-pixel Photon Counter, MPPC)在可见光通信中的接收模型。实验采用模拟型输出的MPPC作为接收端进行光电转换,首先在弱光实验条件下搭建了可见光通信实验系统,然后推导了基于理想泊松模型的最大似然检测算法并给出了相应的误码率仿真图。仿真结果表明该算法的误码率性能和传统均值检测算法相比更优。最后通过观察不同传输条件下的眼图研究了阵列结构输出的泊松模型和叠加特性,并用实验数据对算法仿真结果进行了验证。实验表明,在工程应用中阵列结构的MPPC相比传统单光子检测器具有一定的优越性,为后续可见光通信系统设计和优化提供了支撑。      

可见光控门禁的研制

可见光通信作为一种无线光通信技术,是目前短距离无线通信技术研究领域的一个热点方向。本文将该技术应用在无线控制门禁的研究和设计。设计制作了可见光控门禁的光钥匙和光控锁,分析测试了白光发光二极管(LED)和光电二极管(PD)在中、高频段的光电转换特性,并结合测试结果编写了可见光控门禁的光密码的发送、接收和调制解调、编解码以及门禁控制程序等。门禁工作采用10kHz的开关键控-不归零码(OOK-NRZ)的调制白光,收发效果稳定,抗电磁干扰、安全性高和功耗低,通信距离适中,有很好的应用推广价值。     

基于白光LED的可见光通信系统设计

基于白光LED提出一种可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统设计方案。详细给出了该方案的系统原理与组成、可见光通信发射机设计和可见光通信接收机设计,并给出了信号光/电转换、电信号调制/解调以及最终将传输的数据信息解调还原出来的详细过程。测试结果表明,该系统实现了可见光数据传输的功能,具有通信距离远、可靠性高及体积小等优点。     

基于可见光通信的一对多视频广播系统

利用自主研发的软硬件搭建了基于可见光通信(VLC )的一对多视频广播系统。通过传输流(TS,transport stream)音视频数据流解决了通信信道 不可靠的问题,通过广播流量控制算法和控制指令的设计解决了多媒体数据广播传输时服务 器和客户端速率不匹配带来的超大缓存需求问题。可见光收发模块采用荧光型LED和PIN探测 器作为光源和探测器。系统拥有蜂窝网络结构,每个蜂窝可以有多个用户,客户可以同时接 收广播信号且不会相互干扰。通过实验实验证了系统的可行性。测试结果表明,本文系统支 持1对多的1080P视频数据光学无线广播传输,每个用户的接收带宽为 2Mbit/s,传输距离为2m。     

基于DCO-OFDM水下可见光通信系统的预均衡技术

针对硬件预均衡技术和基于有限脉冲响应(FIR)滤波器的软件预均衡技术存在的问题,提出了数字预加重的软件预均衡技术,该技术根据发光二极管(LED)的频率响应参数针对性地补偿LED带宽,并设计了一套直流偏置光-正交频分复用(DCO-OFDM)水下可见光通信系统作为实验测试平台.实验结果表明:采用数字预加重技术后,LED调制...     

基于FPGA实现的自适应OFDM VLC仿真系统

采用现场可编程门阵列(FPGA)技术搭建了一个自适应正交频分复用(OFDM)可见光通信(VLC)仿真系统。该系统实现了自适应高阶OFDM调制和高速数据速率传输,正交振幅调制(QAM)的调制阶数M有16、64、256、1024四种方式,数据传输速率为16.8~42.0Mb/s。