不同可见光接收元件对 LED 调制效率影响研究

针对提升可见光通信(visible light communication, VLC)信息传输效率问题,研究了不同光接受元件下发光二极管(light emitting diode, LED)调制效率问题。VLC系统通过光接收元件接收发端的可见光信号,以确保信号的有效传输。在偏压为3.4 V,发射端与接收端之间距离为10 cm的实验条件下,测量并比较了接收端为LED、硅光电池和光电传感器时,白光LED的调制效率。根据实验数据和拟合的结果表明:当硅光电池为光接收元件时,发射端的LED调制效率最高,线性度较好,一次拟合的R2数值可以达到0.95以上;当光电传感器为光接收元件时,其调制效率为硅光电池调制效率的66.15%～82.67%;当LED为接收元件时,在调制效率较高的2.2～5.0 V (峰-峰值)区域内,其调制效率仅仅为硅光电池的34.48%。     

基于频域预补偿的PAM可见光通信系统

在可见光通信（VLC）系统中,脉冲幅度调制（PAM）由于其原理简单、功率损耗率较低等优势而受到了人们的广泛关注。然而,光电器件的带宽受限以及非线性效应会导致信号的高频功率衰减,从而降低信号传输的有效带宽和系统性能。因此,提出了一种基于频域预补偿的PAM8-VLC系统,通过对PAM8信号的S21响应曲线进行频域预补偿,以抑制高频功率衰减对信号传输性能的影响。实验结果表明,经过3.5 m的自由空间可见光链路传输,相比于未补偿的PAM8信号,采用所提出的预补偿PAM8信号,在误码率低于硬判决前向纠错（HD-FEC）门限下,可以提高2 dB的接收灵敏度,同时,实现了1.8 Gbit/s的系统传输速率。     

基于LED的可见光通信系统预均衡技术研究

目前发光二极管(LED)调制带宽一直是制约可见光通信(Visible-Light Communication,VLC)领域的一个瓶颈,一般普通的商用白光LED调制带宽只有几兆左右,严重制约可见光通信系统发展。基于提高LED的调制特性角度对可见光LED调制特性进行分析和实验论证。实验结果表明,通过基于FPGA产生信号通过预均衡驱动电路加载到蓝光LED,利用OOK-NRZ调制方式实现100Mbit/s速率,从而有效提高可见光通信系统中带宽问题。     

在激光器噪声与光纤频率色散作用下应用各种调制方式的相干光纤通信系统误码率研究

一、引言本文研究相干光纤通信系统中ASK.PSK.FSK三种调制光信号通过单模光纤的传输特性,和激光器噪声对相干光通信系统性能的影响。通过建立相干光信号的数学模型,和建立存在频率色散的单模光纤作为通信信道的传输模型,本文在理论上给出了相干光信号从产生、传输到接收的完整数学描述,并结合各种具体的调制-解调方式推导出它们的误码率计算公式。研究结果表明,单模光纤频率色散对ASK.PSK.FSK三种光信号传输的影响是不     

光通信中DOPSK信号的解调与传输性能研究

依据马赫-曾德尔延时相干平衡检测模块的工作原理,对于差分八进制相移键控调制格式提出了一种改进的解调方案,理论证明该方案能够对差分八进制相移键控光信号进行正确解调．采用该解调方法,仿真研究了单信道中差分八进制相移键控调制格式的色散和非线性传输性能,结果表明,差分八进制相移键控的色散容忍度高于其他低进制的调制格式,其非线性容忍度低于差分二进制相移键控和差分四进制相移键控,但高于普通的二进制幅度键控．     

可见光通信中高阶调制格式研究

可见光通信（VLC）系统采用发光二极管（LED）作为光源,使得系统具有照明与通信的双重作用,从而极大地节约了能源。LED调制带宽有限是VLC技术发展的主要障碍,研究者们已经提出了用于扩展调制带宽、提高传输速率的多种技术,如蓝光过滤、均衡技术、多输入多输出（MIMO）技术、高阶调制格式、波分复用技术、离散多音调调制等。VLC系统的传输速率可以通过这些技术中的某种技术或者几种技术相结合得到大大提高。本文采用各子载波调制为MQAM的OFDM技术对可见光通信的影响,介绍了可见光通信系统,并通过SIMULINK仿真分析了MQAM调制的星座图,平均功率谱密度及误码率,进一步证明了高阶正交幅度调制（MQAM）可以调高频带利用率并降低误码率,采用256QAM调制频带利用率提高为16QAM调制的2倍。     

基于自适应OFDM的可见光通信系统分析

为了提高可见光通信系统的整体性能和实现带宽资源的有效利用,针对可见光无线信道的频域选择性特性,提出在可见光通信系统中采用自适应OFDM调制方式的方案,即根据信道状况的优劣自适应地选择恰当的调制、解调方式。仿真结果表明,在相同的信噪比(SNR)下,该方案所采用的自适应OFDM系统比传统的OFDM系统有更低的误比特率(BER),同时所提出的最佳载波选择准则可以提高系统的整个吞吐量。     

可见光通信系统中的峰均功率比

光正交频分复用(OOFDM)作为多载波调制方式之一,具有高频谱利用率和对抗码间串扰的能力,因此被广泛运用在可见光通信(VLC)中。然而高峰均功率比(PAPR)和发光二极管的固有非线性对可见光通信系统性能有显著影响。本研究将离散哈特莱变换(DHT)预编码应用到光正交频分复用中,在发射端DHT和反傅立叶变换都被一个单层蝶形结构取代,仅需要进行加法运算就可以产生时域DHT-OOFDM信号。该方法有效降低了系统的峰均功率比并简化了计算复杂度。     

基于相位调制器倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信系统

提出并实验研究了一种基于光相位调制器(PM)倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信(RoF)系统。在中心站,通过28GHz射频(RF)信号驱动PM产生了56GHz光毫米波,并将下行的2.8Gb/s开关键控(OOK)信号调制到该光载波上,然后经过20km标准单模光纤(SSMF)传输至基站,最后由天线进行发射。用户终端接收后,采用相干解调恢复出基带信号。实验结果表明,56GHz光载毫米波信号经SSMF传输20km后其功率代价小于1dB,通过无线方式传输1.1m后其功率代价小于2.5dB。     

煤矿工作面可见光通信光源优化设计新方法

针对煤矿井下工作面非常规型光通信空间,使用空间均匀分割法,设计了两种具体的分布式光源布局方案.在使用LED数目和功率相等的条件下,对同一等高平面无线光信号覆盖均匀性进行了定量分析,并分析了可见光接收平面高度变化时光信号均匀性变化规律,提出边缘功率修正法增加边缘LED功率改进光接收平面光信号均匀性的方法.结果表明:该方法可显著提高光信号均匀效果,接收面光信号标准差降低到原来的43%.这一理论在实际应用中无须变化LED光源位置,仅改变光源功率即可实现高均匀性光信号覆盖.     

光学前端平衡失配下的卫星相干接收性能

该文主要讨论卫星相干光通信中光接收前端的平衡接收支路上功率和传输时间失配对相干接收性能的影响,并通过参数优化进行改善。与数据接收支路具有的大接收带宽不同,光锁相环路的低通窄带特性,使其仅受功率失配的影响。通过优化激光器线宽、锁相环路的带宽和本振功率将灵敏度恶化最小化。为使失配带来的附加灵敏度下降小于5.5 dB,即保证接收机具有优于-40 dBm的接收灵敏度,此时设计的接收前端的功率失配小于0.5 dB,传输时间失配小于3 ps,为高灵敏度接收前端的设计和链路裕量计算提供参考。     

基于配电网的跨变压器台区电力通信技术

跨变压器台区电力通信信号的频带位于200－600Hz之间，该信号可自动跨过配电变压器通过电力线实现数据交换，这种配电网通信方式采用过零调制发送及数字差分接收技术，具有信号调制功率小，抗干扰能力强，传输距离远的特点，介绍了跨变压器台区电力通信信号的定义，调制，解调方法及抗干扰措施。     

高性价比偏振复用OFDM信号全光波长变换的研究

采用单个连续激光器和一个射频信号源在马赫增德尔调制器进行调制,使其中心载波和偶阶边带被抑制且忽略高阶奇数边带,得到的一阶奇数边带作为平行抽运光.采用载波抑制方法产生的平行抽运光具有偏振方向相同、相位锁定的特点,实现了基于四波混频效应的偏振复用OFDM信号全光波长变换的研究.对接收信号功率、SOA电流、抽运光间距这3种影响系统转换效率的因素进行了分析,通过与传统平行双抽运系统进行比较,发现无论接收信号功率、输入电流和抽运光间距如何变化,x和y 2个偏振方向误码率相差小,系统稳定且转换效率高,成本与复杂度低.     

240Mbit/s直线运动型无线光通信系统研究

详细分析了直线轨道上运动通信的特点,设计和研制了一种具有双向收发功能的直线运动型无线光通信系统。该系统主要包括1 550 nm半导体激光器、高灵敏度PIN光探测器、球面单透镜式光发射天线和实心光锥耦合式光接收天线等关键部件。130 m运动工作距离的系统性能测试结果表明,在3.5 m/s最高运动速度、240Mbit/s通信传输速率下,运动中的数据丢帧率为零,以太网和视频指标均满足实际应用要求,系统适用于存在直线运动轨道的无线光通信场合。     

支撑光网络与无线网络融合的传输技术

目的 研究基于射频光纤传输(Radio Over Fiber,ROF)技术的通信系统传输特性及ROF技术在光与无线网络融合的接入网中的应用,为“最后一公里”的接入网提供理想的解决方案.方法 分析光与无线网络融合的网络构架,对网络融合中的关键技术进行对比分析,对基于ROF技术的通信系统的传输特性进行实验研究,通过星座图观察解调的QPSK信号.结果 采用单边带滤波的传输方案以及载波抑制的传输方案,经过10.36km光纤传输之后,所得到解调信号的矢量信号误差向量幅度(Error Vector Magnitude,EVM)值为8.87％,基本保持了原始信号的性能,可有效对抗色散引入的功率衰减,实现长距离的信号传输.结论 通过选择优化的传输方案,基于ROF技术的光载无线接入技术能够满足长距离传输的通信系统对于信号质量的要求.     

消光比对光双二进制传输性能的影响

对一种光双二进制传输系统的仿真表明,在完全消光条件下,采用双二进制传输比二进制传输色散限制的中继距离可增加一倍,l0Gb／s信号在常规单模光纤上可达160km．消光比对二进制传输和双二进制传输的影响是不一样的,对二进制传输消光比只要l0dB以上就够了,而对双二进制传输则要求消光比大于25dB．只有消光比大于25dB时双二进制传输相对于二进制传输的优越性才逐渐呈现出来．     

中科院基于荧光型白光LED实现610Mbps单路实时传输

正中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室承担的北京市科技计划课题"室内高速可见光通信系统收发器件与越区切换技术研发"已按计划完成。工业和信息化部所属中国泰尔实验室对该课题研究成果进行了单路实时610Mbps可见光通信测试。测试结果显示,基于1W荧光型白光LED和PIN探测器在OOK(通断键控)调制下单路实时通信传输平     

基于烟花算法的煤矿工作面VLC光源高度优化

针对煤矿工作面可见光通信系统中光源发光二极管(LED)导致接收平面光信号信噪比(SNR)分布不均匀的问题,提出了优化LED光源高度、提高工作面接收平面光信号SNR分布均匀性的新方法.可见光通信中接收点光功率与距离平方成反比,随着通信距离的改变,接收光功率变化明显,应用群体优化算法——烟花算法搜索每个LED光源高度,降低接收平面SNR波动,增加接收平面SNR均值,提高系统整体性能.结果表明:LED光源高度在0.85~3.00m范围内调节时,光接收平面SNR方差由2.16×104降低到1.08×10~4,SNR因子从32.703 4降低到16.678 4,SNR均值从44.967提高到62.390;LED光源高度限制在2.60~3.00m时,光接收平面SNR方差由2.16×104降低到1.61×10~4,SNR因子从32.703 4降低到22.693 1,SNR均值从44.967提高到55.850,有效改进了接收平面SNR均匀性和系统SNR性能.     

基于AVR单片机的紫外语音通信系统解调技术

应用调频技术实现对电光信号的调制转换,再通过接收频率变换的紫外光信号进行光电转换,还原出原始信号.提出了一种用AVR单片机解调来提高紫外通信系统的传输速率的方法,采用AVR单片机设计解调电路,较好地处理2FSK信号的过渡带问题,使传输的信息经调制后能正确解调,传输速率可达到4.8 kbit/s,成功实现了实时语音通信.     

MDPSK和等概相关二进制信号的性能分析

该文推导了Nakagami衰落信道上采用组合发射选择合并/接收最大比合并天线分集的M进制差分相移键控、非相干检测的等概相关二进制信号和格雷编码的/4差分四进制相移键控的平均误符号率的精确闭合表达式。研究了信道衰落参数、收发天线数对各调制系统平均误符号率性能的影响。结果表明,当收发天线总数固定时,在高信噪比处,收发天线数乘积越大,组合发射选择合并/接收最大比合并系统的平均误符号率性能越好;当收发天线数固定时,信道衰落参数越大,组合发射选择合并/接收最大比合并方案的误码性能得到显著改善。