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。     

湍流大气中激光通信系统接收光功率的优化研究

以部分相干高斯-谢尔模型(GSM)光束为例,对湍流引起的漂移方差和扩展角进行模拟,综合考虑由光束漂移引起的瞄准误差和光束扩展引起的接收光功率密度的整体下降,对激光通信链路中接收端光功率进行数值计算和分析,找出激光通信系统中最佳发射光束的参数。研究结果表明,湍流大气中激光通信系统最佳发射光束的参数与光束的束腰半径、空间相干长度、波长、传播距离和湍流强度有关。部分相干GSM光束接收端光功率随着波长、光束束腰、空间相干长度和传输距离的变化存在一最优值。     

室内可见光通信调制方法分析

为了利用白光LED实现照明和通信的双重功能,根据室内照明可见光通信的特点,提出了反向归零码开关键控(ROOK-RZ)调制、反向脉冲位置调制(RPPM)、反向差分脉冲位置调制(RDPPM)和反向数字脉冲间隔调制(RDPIM)。在给出符号结构的基础上,分析比较了各种调制方式的带宽需求和平均发射功率,推导了误时隙率表达式,并对各种调制方式的误时隙率进行了比较。结果表明,开关键控(OOK)具有最小的带宽需求,RPPM可获得最大的平均发射功率和最好的误时隙率,但带宽需求最大。     

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。     

可见光通信的光角度选择性合并分集接收系统研究

针对可见光通信系统中由多径效应引起的信道衰落和接收端被遮挡造成的通信中断问题,采用分集接收技术作为解决方案来提高通信质量。考虑到接收机复杂度和系统实现的性能代价比,首先引入了处理相对简单但又具备分集优势的选择性合并方式,其次通过对选择合并方式的支路数目分析,设计了4路选通电路作为分集接收的信号处理电路,最后完成了电路仿真和实物测试。测试结果表明:与未加分集电路接收装置的接收系统相比,采用分集接收技术后信噪比(SNR)提高了10 dB。     

一种室内可见光通信亮度控制方法

为了解决室内无线可见光通信中照明光源亮度不稳定的问题,提出了一种新型的以脉冲宽度调制（PWM）波形作为载波的编码调制方法,设计了基于该方法的发射器和接收器。PWM波形在逻辑1和逻辑0时的载波占空比相同,频率分别为38 kHz和7 kHz。发射端采用高亮度白光LED作为光源,接收端采用PIN光电二极管和低噪声放大器作为前...     

基于可见光通信技术的室内定位方法

在当代社会中,各种基于定位的位置服务系统也应用得越来越普遍。而合理地利用可见光通信技术,也能够在一定程度上完成室内的定位。在本文中,就从这个角度出发,探讨了具体的室内定位方法。     

室内可见光通信系统设计分析

可见光通信技术是一类新型的技术,具有节约能源的特点,可以满足当前社会的低碳需求,故此该技术的推广意义非凡。当前,很多人开始关注室内可见光的技术应用,我国的相关专业人员也开始将研究重点转移到该项研究上,目的是发挥室内可见光的最大功能。本文细致的阐述了通信技术关键性手段,并探究室内可见光的关键技术应用要点,用以推进我国的技术发展,创新我国的通信技术。     

基于室内可见光的通信系统性能优化分析

阐述可见光通信特点,基于发光二极管为核心的新型无线光通信技术。探讨影响白光LED传输性能的因素,白光LED传输性能的关键技术,从而提升白光LED传输性能。     

基于成像通信的高精度可见光室内定位方法

提出了一种基于可见光发光二极管(LED)与摄像头成像通信的室内精确定位方法,旨在实现高精度、低成本、应用范围广泛、不易受干扰的室内定位。该方法利用摄像头接收加载在LED光上的身份识别信息(ID)获得LED的绝对位置信息,进一步从摄像头拍摄的图像中获取摄像头与LED的相对位置信息,结合接收端上的姿态传感器(电子罗盘)数据,便可计算得到摄像头的精确位置,实现定位功能。采用该方法进行了高精度室内定位实验测试,测试结果表明,该方法的定位精度可以达到厘米量级,且可以仅通过软件就将接收端布设在目前大多数智能终端上。     

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。     

我国室内可见光通信现状及发展趋势

利用LED光源的快速调制特性,可实现照明和通信一体的室内可见光通信(VLC).针对系统容量提升和多径干扰的消除问题,提出一种采用空时编码的多输入多输出(MIMO)系统结构的VLC方案.     

基于均匀色彩空间的LED可见光通信调制方法

针对LED可见光通信系统中传输信号容易被人眼感知而导致视觉质量下降的缺陷,提出一种使用均匀色彩空间的数据信号调制方法.首先将非均匀的RGB颜色空间转换到符合人类色彩感知特性的Lab和ULAB均匀色彩空间,并将数据信号嵌入其中;接着使用色差方程来计算色彩变化的幅度,并结合数据信号的误码率来评估通信质量;最后对所提的方法与...     

基于改进免疫粒子群优化算法的室内可见光通信三维定位方法

针对室内可见光通信中3维定位精度不高和定位时间较长的问题,该文提出基于改进免疫粒子群(IIMPSO)算法的室内可见光通信(VLC)3维定位方法.通过分析室内多径效应,选取合适的视场角(FOV)以减少反射影响,同时完善了倾斜状态下的定位模型,并采用卡尔曼滤波算法以降低环境干扰对接收功率的影响,在此基础上与改进的免疫粒子群算法相融合.仿真结果表明,在5 m×5 m×3 m的室内环境中,该文所提出的3维定位系统平均定位误差为0.031 m,定位时长为2.3 s.与现有的3维定位系统进行比较,其定位精度与收敛速度均得到明显改善.     

基于改进免疫粒子群优化算法的室内可见光通信三维定位方法

针对室内可见光通信中3维定位精度不高和定位时间较长的问题,该文提出基于改进免疫粒子群(IIMPSO)算法的室内可见光通信(VLC) 3维定位方法。通过分析室内多径效应,选取合适的视场角(FOV)以减少反射影响,同时完善了倾斜状态下的定位模型,并采用卡尔曼滤波算法以降低环境干扰对接收功率的影响,在此基础上与改进的免疫粒子群算法相融合。仿真结果表明,在5 m×5 m×3 m的室内环境中,该文所提出的3维定位系统平均定位误差为0.031 m,定位时长为2.3 s。与现有的3维定位系统进行比较,其定位精度与收敛速度均得到明显改善。

     

一种可见光通信光接收器的优化与实验

可见光通信在强背景光应用场景中面临着严重的干扰问题。针对自然光干扰,基于多级阻挡原理,提出一种光接收器优化方案,并在强自然光环境中对正弦波信号和字符分别进行了传输实验。实验结果表明,该方案能够有效抑制自然光,显著改善通信性能,为强背景光场景中的可见光通信提供了一种有效的光接收器。     

室内可见光通信MIMO信道相关性研究

多输入多输出(MIMO)技术是室内可见光通信发展的一个重要方向,信道相关性是影响其性能的一个重要因素。为此,研究了影响MIMO信道相关性的主要因素。首先,根据朗伯辐射模型,从理论上建立了MIMO信道模型并推导了MIMO信道相关性与空间距离参数的关系;在此基础上,建立了实验验证平台,通过实验验证了理论结果。理论及实验结果都表明:MIMO信道相关性随着发光二极管(LED)距离的增大而增大;随着光电探测器(PD)距离的增大而增大;随着LED平面与PD平面距离的减小而减小。研究结果对于室内可见光MIMO通信中LED及PD的布局有重要的指导意义。