白光LED室内可见光通信的关键技术

可见光通信是一项新兴基于白光LED的无线光通信技术,具有发射功率高、不占用无线电频谱、无电磁干扰、无电磁辐射和节约能源等优点,能够同时实现照明和通信的双重功能。阐述了可见光通信技术的发展动态,介绍基于白光LED的室内可见光通信系统,并对提高系统整体性能的若干关键技术进行了研究讨论,为白光LED室内可见光通信系统进一步研究提供依据。     

白光LED室内可见光通信的关键技术

可见光通信是一项新兴基于白光LED的无线光通信技术,具有发射功率高、不占用无线电频谱、无电磁干扰、无电磁辐射和节约能源等优点,能够同时实现照明和通信的双重功能.阐述了可见光通信技术的发展动态,介绍基于白光LED的室内可见光通信系统,并对提高系统整体性能的若干关键技术进行了研究讨论,为白光LED室内可见光通信系统进一步研究提供依据.     

室内LED可见光语音通信网络的信道分配算法研究

采用SIC算法对室内LED可见光语音通信网络的信道分配进行研究。通过对室内可见光通信系统、白光音频调频信号传输系统原理的分析,设计了语音通信收发机电路。电路信号接收效果较好,利用SIC检测算法进行通信网络信道功率分配,与采用线性工作范围为2.25~5 V,工作电流范围为0.1~1 A的商用照明LED进行性能仿真试验,结果表明,与传统的FCA算法相比,SIC算法的阻塞率要高于FCA算法,且算法引入了更小的系统干扰量,在服务区内使用户通信质量得到保证。     

基于LED可见光的音频通信系统设计

能够实现室内照明与无线通信双重功能的基于LED的可见光通信技术,因其绿色环保的优势而受到越来越多人的关注。文章研究了一套基于STM32单片机的LED可见光通信的音频通信系统。该系统由发射模块和接收模块组成,通过对发送端LED灯与接收端的距离进行调试,从而对LED可见光通信进行验证。测试结果表明,当传输距离为30～50 cm时,能播放出较好的音质。该系统实现了可见光音频通信的功能,具有很好的实用性。     

基于白光LED的无线通信实验研究

对可见光通信系统收发端进行了研究,采用分压限流式调制电路驱动LED,以NJM4556AD运算放大器为核心器件作为接收端,搭建了短距离可见光通信测试系统,实验完成了50Hz~50kHz频率信号的有效传输,通过优化接收端成功实现了语音信号的实时传输。实验表明,随着频率的增加信号质量逐渐变差,随着接收端偏离光源准直程度的增加,接收功率逐渐变小,甚至信号无法恢复,并分析了影响信号恢复的主要因素,优化电路后所传输的语音信号能够比较清晰地还原。实验结果对可见光通信的室内应用具有一定的参考价值。     

LED可见光通信发射与接收系统设计

LED可见光作为一种绿色环保、低功率、高亮度的照明光,在当今人们的日常生活和工作中得到了广泛的应用。根据光通信的基本原理,设计出以STC89C52RC单片机为核心的LED可见光通信系统。系统采用单片机作为LED光信号的发射和接收模块,通过对LED光信号的直接调制和检测,并利用串口调试软件辅助实现终端设备间的LED光通信,最终实现了PC间的简单单工数据通信。     

改进遗传模拟退火算法优化室内VLC覆盖均匀性

基于LED的室内可见光通信(VLC)能够实现照明和高速率的数据传输,但LED朗伯辐射模式和光线多径效应等使VLC系统下行链路在同一接收水平面的光功率和照明强度分布不均匀,难以保证通信服务的公平性。提出了一种改进的遗传模拟退火算法(IGSAA)搜索最优的功率调节因子并调节LED阵列的发射功率。IGSAA基于不同接收点的接收功率差异的适应度函数,采用双点交叉操作方式并根据种群最优个体信息和进化代数设计自适应变异概率以增强算法的搜索能力,采用基于子群划分的概率交叉和变异方法以增加种群多样性。仿真结果表明,IGSAA能在有限进化代数内有效地提高室内VLC系统的覆盖均匀性。     

基于白光LED的可见光通信系统研究

针对白光LED可见光语音通信问题,设计了9W白光LED通信系统,实现了300～ 8000Hz语音信号的传输.首先给出了基于UART的通信系统设计方案,然后制作了白光LED的可见光通信系统硬件装置,最后以该硬件装置为基础进行了单片机程序设计.经过测试,该系统通信距离为36cm,串口波特率为227kb/s,输出语音功率为0.7W,达到了设计要求.     

基于白光LED的可见光通信技术研究

可见光通信是基于白光LED的新兴无线光通信技术,能够同时实现照明和通信的双重功能,适合在智能家居等领域的应用。本文对基于白光LED的室内可见光通信的研究现状及关键技术、发展趋势进行了研究。     

室内可见光通信光功率分布的实验研究

室内可见光通信技术是基于白光LED（发光二极管）照明光源的无线光通信技术,在机场、医院等严格限制电磁干扰的场合可替代射频通信,应用前景广阔。鉴于室内可见光在传输过程中墙壁反射引起的多径效应对信号传输质量的影响,本文在4.0m×4.0m×2.8m的房间内测量了室内可见光系统光源的光功率分布,结果表明光源的光信号经墙壁反射,会造成严重的多径效应,从而产生码间干扰。本文对室内可见光功率分布的仿真研究进行了实验验证,实验结果与理论仿真研究基本吻合。     

LED通信中利用蚁群算法优化光功率

室内可见光通信(VLC)的多光源阵列对称放置在房间的天花板上,光从LED光源出发经过直射、反射到达接收机端,在同一接收平面用户的接收光功率和照明强度不相等致使不能享受同等的通信服务质量,难以保证通信的公平性。针对通信系统中光源放置位置导致接收平面的接收光功率和照明强度分布由房间中心向周围快速衰减的问题,通过在4×4LED发射阵列端配备功率调节因子,利用蚁群算法建立与接收光功率和照明强度相对应的节点和路径的模型,提出使用方差作为评价接收光功率和照明强度均匀化的目标函数,构建能见度表达式据此推导出状态转移概率公式,并根据LED发射阵列和接收机位置对称的要求选取一组优化功率调节因子值。仿真结果表明,接收光功率和照明强度的方差分别从优化前的168 252和653 742降低到优化后的19.266 3和74.859 2,接收平面接收光功率和照明强度分布不均匀性得到明显改善。     

基于改进蚁群优化算法的多LED通信光功率优化

针对室内可见光通信(VLC)中接收平面接收光功率和接收光照强度分布不均匀的问题,提出了一种基于改进的蚁群算法对其进行优化.通过建立发射端和接收端的信道模型,对放置在天花板上的4×4的LED阵列发射端配备功率调节因子,并利用改进的蚁群算法对功率调节因子进行优化.针对传统蚁群算法存在的收敛速度慢、容易停滞等问题,提出了采用自适应信息素更新的策略.仿真结果表明,利用所提方法优化后,接收光功率和照明强度的波动范围分别在93.523～50.453 μW和367.846～192.798 Lux,接收平面上接收到的光功率和照明强度分布不均匀的问题得到了明显改善.     

LED拓扑结构对可见光通信性能影响的分析

在室内可见光通信的研究中,发光二极管的拓扑结构通常被忽略,大多将其视为一固定参数。针对其拓扑结构问题,提出了对不同的LED拓扑结构进行仿真分析,通过matlab建立了室内可见光通信系统模型,并对室内可见光通信中的发光二极管拓扑结构进行仿真测试,得到了不同发光二极管拓扑结构下的室内接收信噪比分布,进而分析不同的LED拓扑结构对信号传输的影响。仿真结果表明,发光二极管对室内接收信噪比分布的影响主要由其结构分布的均匀程度和发光二极管的照射强度是否均衡决定,且优化后的发光二极管拓扑结构具有更良好的室内信噪比分布,更适合室内可见光通信。     

室内VLC系统光源布局设计

在可见光通信系统中,光源具有照明和通信的双重作用,由于房间的大小以及室内环境各不相同,难免会存在光照射不到或者光线比较微弱的地方,这些地方很有可能成为通信的盲区,这将会大大影响通信的质量,为了解决阴影效应,需合理对光源进行布局设计,以4 m4 m3 m房间为模型,采用四个LED列阵作为室内光源,将单个的LED光源看做朗伯光源,服从朗伯辐射模型,通过公式计算结合软件仿真分析对比得出了采用99大小的LED列阵,列阵距离屋顶边缘0.4 m,LED光源间的间距为0.03 m时,在满足国际室内照明标准的前提下,在距离屋顶2.25 m的4 m4 m接收平面上光照度分布最均匀,其均匀度达到90.4%。该光源列阵布局模型可推广到任意尺寸房间,为室内办公照明中光源的布局提供了一种可行的方案。     

基于LED阵列的可视信道室内可见光通信系统设计

随着固态光源的发展,大功率LED已被广泛应用到照明中。将照明功能与通信功能结合的室内可见光通信系统将有广泛的应用前景。为了满足室内照明和通信要求,通过使用大功率LED构成阵列,设计发射端、接收端,接口模块,构建了基于强度调制及直接检测方法的全双工可见光通信系统。并对系统信道模型进行分析,对单向链路实际光强分布及其可靠通信范围进行实际测量。实验证明该系统的可行性和可靠性。     

基于改进粒子群算法的室内可见光通信系统灯源布局

针对传统室内可见光通信(VLC)系统中光源分布的不均匀性导致的通信盲区和通信质量不平稳等问题,提出一种位置和灯源参数联合优化的方法.该方法在不改变传统布局的总功率前提下进行发光二极管(LED)阵列的重新分配,其次遍历搜寻各LED阵列的最优位置,最后运用改进的粒子群优化(PS0)算法对各LED阵列中的参数进行优化.仿真结...     

基于无线可见光通信的双向语音对讲系统

设计并实现了基于无线可见光通信(VLC)的双向语 音对讲系统。上下行链路均使用普通的1W发光二极管(LED)手电筒作为发射端光源, 同时实现语音传输和照明功能。系统采用开关键控-非归零码(OOK-NRZ)调制方式,在测 试LED的光电特性后,设计了LED 驱动电路和接收电路;使用单片机控制音频编解码芯片实现语音信号的采集、处理和传输, 通过异步收发传输接口(UART) 进行数据传输,实现了最远通信距离为40m、最高传输速率为2.5Mbit/s的全双工实时语音 对讲。本文系统实现复杂度低、成 本低和功耗小,并可应用于其他数据传输场合,具有良好的实用性和广泛的适用性。     

Wide illumination and communication angle visible light communication system based on low output impedance LED driver amplifier

The visible light communication (VLC) system employs large viewing divergence angle light-emitting diode (LED) to realize illumination and communication simultaneously, so the geometric loss of optical power may reach tens of decibels, moreover, considering the gain reduction of the LED at high frequency, signal power at the receiver will be too weak. To overcome these drawbacks, in this paper, a low output impedance power driver amplifier is presented to provide enough power to drive a medium power commercial LED used at the end of the optical transmitter. A 125 Mbit/s real-time communication with illumination and communication angle of 130° has been achieved at a distance of 3 m, the bit error rate (BER) is 3.13×10-11 at a divergence angle of LED of 0° and 1.21×10-6 at a communication angle of 130°. Experimental results indicated that this VLC system can be used for illumination and communication simultaneously.     

可见光通信的自动导航系统设计

设计了一套利用可见光通信的自动导航系统。通过分析室内可见光信道模型,设计了可见光定位导航系统的发射模块和接收模块。系统在获取了停车位置信息后,通过光电二极管驱动电路将信息发出,光信号传感器模块接收可见光信号;信号经过解调、滤波后由显示屏显示,同时语音系统播报位置信息,利用贝叶斯相位中心偏置天线（Bayesian Information Criterions Displaced Phase Center Antenna,BDPCA）聚类算法计算出最佳导航路径,从而实现自动导航的目的。测试结果表明,该系统可满足目标的精准定位功能,在搭建的1m×1m×1m 验证实验中,系统的最大定位误差为 7.90 cm ,平均定位误差为 4.85 cm ,降低了26%,最佳导航路径距离更短,所需时间降低了20%,系统有较高的工作效率。