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VLC的无线导览系统的设计和实现

提出了一种基于可见光通信技术的新型无线导览系统。在需要安装导览系统的地方对LED照明系统进行合适的改造,使LED发射带有识别码的可见光。当带有光电二极管的终端进入光照范围时,直接接受识别码,并经过跨阻放大器、滤波电路、电平判决器等电路处理后生成数字信号发送给后级微处理器,再通过解码、识别码比对等处理实现目标定位和无线导览的功能。利用FPGA开发套件及可见光发射机、接收机搭建了一个采用Manchester编解码和OOK调制方式的最简无线导览系统,并通过测试验证了系统的可行性。     

一种基于可见光通信的高精确度定位系统及其性能分析

提出了根据接收光信号来估计发射端位置的优化方法。首先设定合理的门限,则可以选取合适的发射端节点拓扑以定位接收端位置,然后对误差较大的节点合理校正,提高了定位的精确度。讨论了该定位系统的性能,并分析了入射角抖动对VLC系统接收信号信噪比的影响。     

基于自适应OFDM的室内可见光通信系统性能研究

为了提高室内可见光通信(VLC)系统性能并充分利用信道带宽资源,将OFDM与自适应技术结合应用于VLC系统中.讨论了系统反馈途径的实现方法,在室内空间环境建模的基础上,对自适应OFDM通信系统的吞吐量和误码率进行了Matlab仿真和分析.     

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。     

基于51单片机的LED可见光通信系统

LED可见光通信是应用前景非常广阔的新兴无线光通信技术.根据可见光通信原理,组建了基于STC89C52RC单片机的LED可见光通信系统,发射板和接收板具有较小体积和较低成本.系统链路采用直射式形式,光强度调制——直接检测技术,通过对白光LED的高速调制,利用串口调试软件验证了PC机间的LED可见光通信.实验结果表明,系统在PC机间能够实现简单的单工数据通信.     

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。     

Half‐duplex visible light communication using an LED as both a transmitter and a receiver

In typical visible light communication (VLC) systems, light‐emitting diodes (LEDs) are used as optical transmitters and photodiodes are used as optical receivers. Currently, many communication devices such as smart phones have a built‐in LED lamp whereas they usually do not have a built‐in photodiode. If we find a way to receive VLC signals without the need to add an additional photodiode on the communication devices, it will contribute to the spread of VLC. Therefore, we propose and demonstrate a VLC scheme without the need for a photodiode. As the first step, we investigate the characteristics of an LED as a VLC receiver and find out that an LED can also be used as a VLC receiver in certain conditions. Then, we demonstrate a half‐duplex VLC system using an LED as both an optical transmitter and an optical receiver, without the need for a photodiode. This technique could be used in various applications such as the VLC between smart phones with a built‐in LED lamp and the VLC between LED traffic lights. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于PWM的可见光通信系统设计

为了解决传统可见光通信技术中抗光干扰能力弱的问题,采用脉冲宽度调制(PWM)的调制方式,以STM32为核心处理器,完成了可见光通信系统的设计.实验中将两颗50 ix光通量的LED光源发出的可见光作为信息载体,在室内非封闭空间的0.5m直视链路上,在9 600 Bd的单工通信下,误差仅为1.879 0×10-4.实验结果表明,基于PWM调制的可见光通信系统能降低室内光线干扰的问题,将促进可见光通信技术在室内无线通信领域的发展和应用.     

基于窄带通放大电路的单向可见光通信系统

窄带通 放大电路可以简化系统,提高信号增益和信噪比(SNR)。本 文利用简易元器件构成窄带通放大 电路制作了单向可见光通信(VLC)系统。分析发现,数字脉冲间隔调制(DPIM)方式的频谱 特性只需 要比较窄的通频带便可以实现数据传输。本文设计的单向VLC系统采用LED发出的可 见光作为数据载体,雪崩光电二极管(APD)作为光敏器件,结合DPIM调制方式和窄带通放 大电路,实现了VLC。实验测试的结果表明:可以在5m直视距离内无聚光装置实 现传 输速率约为45.8 kbit/s的单向数据传输。本文设计的VLC系统稳定性 好、成本低,具有较好的应用前景。     

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...     

一种基于大功率LED照明灯的可见光通信系统

基于强度调制及直接检测(IM/DD)原理,利用18×1 W大功率白光LED照明灯,以开关键控和二进制非归零码(OOK-NRZ)调制方式实现了可见光通信(VLC)系统的室内单向下行通信.为优化LED光源的布局,对光链路视线(LOS)信道损耗进行了理论分析,对LED光源建模并进行光线追迹仿真.系统采用基于TCP/IP的VL...     

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...     

Compressed sensing channel estimation for STBC‐SM based hybrid MIMO‐OFDM system for visible light communication

This paper presents the idea of sparse channel estimation using compressed sensing (CS) method for space–time block coding (STBC), and spatially multiplexing (SM) derived hybrid multiple‐input multiple‐output (MIMO) Asymmetrically clipped optical‐orthogonal frequency division multiplexing (ACO‐OFDM) optical wireless communication system. This hybrid system accounts multiplexing gain of SM and diversity gain of STBC technique. We present a new variant of sparsity adaptive matching pursuit (SaMP) algorithm called dynamic step‐size SaMP (DSS‐SaMP) algorithm. It makes use of the inherent and implicit structure of SaMP, along with dynamic adaptivity of step‐size feature which is compatible with the energy of the input signal, thus the name dynamic step size. Existing CS‐based recovery algorithms like orthogonal matching pursuit, SaMP, adaptive step‐size SaMP, and proposed DSS‐SaMP were compared for hybrid MIMO‐ACO‐OFDM visible light communication system. The performance analysis is demonstrated through simulation results with respect to bit error rate, symbol error rate, mean square error, computational complexity, and peak‐to‐average power ratio. Simulation results show that the proposed technique gives improved performance and lesser computational complexity in comparison with conventional estimation algorithms.     

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。     

基于MIMO-OFDM的室内可见光通信降噪研究

解决阴影效应和多径效应一直是研究可见光通信系统的关键.提出利用MIMO(Multi Input Multi Output)技术扩大通信过程中信号传输的信道容量,配合LED的高强度光线,实现室内光照的大面积覆盖和抗阴影能力.而OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)...