APSK调制在基于自适应OFDM的可见光 通信系统中的应用研究 

正交频分复用（OFDM）技术具有频谱利用率高、抗干扰性能好等优点,在基于发光二极管（LED）的可见光通信系统中得到广泛应用。为了减小LED非线性的影响,将幅度-相移联合键控（APSK）与OFDM技术相结合的传输方式引入可见光通信系统中。同时为了提高可见光通信系统的整体性能,实现系统带宽资源的充分利用,将OFDM调制与自适应技术相结合,即根据信道状况的不同,在各个子信道上使用相应阶数的APSK调制方式。文章介绍了3种典型的基于自适应资源分配算法的OFDM技术,并与基于相同阶数APSK调制的OFDM技术进行比较。仿真结果表明,APSK信号的包络要比QAM信号小,自适应OFDM技术的性能要明显优于基于相同阶数APSK调制的OFDM技术。     

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。     

基于可见光通信的MIMO技术研究现状

随着灯光与光无线通信技术的结合,基于LED的可见光通信(VLC)越来越受到人们的关注.本文首先探讨了可见光通信的基带处理过程.为了提高室内照明度,LED阵列渐渐被广泛使用,基于此,可见光通信系统中基于LED阵列的MIMO技术也进入研究者的视野,因此,随后介绍了两种VLC-MIMO机制,并介绍了空时分组编码(STBC)在VLC-MIMO系统中的研究进展.作为对比,最后对LTE系统中的物理层处理过程和多天线技术进行技术探讨,并大胆预测了可见光通信基带处理后续可能发展的方向.     

基于Turbo码的相干光通信系统性能研究

为提高无线光通信系统的可靠性,提出并分析了基于Turbo码的空间相干光通信系统.对空间无线光通信中的衰减和噪声进行了分析,通过仿真得出了特性曲线.借助系统BER的上限,比较了基于Turbo码的BPSK调制的相干无线光通信系统与PPM调制的非相干无线光通信系统和未编码无线光通信系统性能,结果表明:Turbo码技术应用在相干光通信系统中,提高了系统的抗干扰能力,节省了发射光功率,提高了系统性能.     

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 c...     

PDMA的可见光通信系统

提出了一种基于新型非正交多址接入技术——图样分割多址接入（PDMA）技术的可见光通信系统.PDMA技术可同时优化多用户可见光通信系统的发送端和接收端,实现非正交传输.在发送端,在相同的时域和频域资源内,为实现资源复用,需要将多个用户信号的功率域、空域、编码域进行单个或多个联合编码.接收端进行多用户检测时,采用消息传递算法优化可见光通信系统的整体性能.相比于正交频分复用多址接入技术,PDMA技术在支持用户数量方面能够提供150%的过载增益.对可见光通信系统进行了理论分析、模拟仿真和实验验证,实验结果表明,在有限的LED带宽约束下,当误码率达到10^-3时,传输距离可达120 cm.     

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     

多波长可见光双二进制信号传输性能的研究

搭建了多波长LED可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统,采用了低通滤波器-光双二进制(Low Pass Filter-Optical Duobinary,LDF-ODB)的调制方案,实现了波长为450 nm、550 nm和650 nm的可见光信号10 m的传输距离,并分析了3种可见光信号的传输性能。仿真结果证明了光双二进制调制与解调技术应用于可见光通信系统的可行性。通过比较不同波长VLC系统的Q值、眼图、接收灵敏度等,结果证明:采用450 nm波长收发信号的系统,其接收灵敏度高于应用其余波长的系统;采用550 nm波长收发信号的系统具有最小的接收功率代价值。因此,在实际应用中,当系统接收灵敏度要求较高时,采用450 nm波长收发信号的方案具有优势;若同时兼顾接收功率代价值的影响,建议选择采用550 nm波长收发信号的方案。上述研究结果为VLC系统的调制、解调和多波长的实际应用提供了可参考方案。     

空间光通信中MIMO-FBMC系统误码率分析

为改进传统光通信系统误码率高的问题,通过建立空间光通信联合大气信道模型,采用基于多输入多输出技术(Multiple Input Multiple Output,MIMO)的滤波器组多载波的交错正交幅度调制(FBMC-offset quadrature amplitude modu?lation,FBMC-OQAM)技术对信号进行调制解调,之后进行信道估计、均衡以得到解调信号.最终与采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的调制模型在空时编码、最大似然估计检测、均衡三个过程对误码率性能方面与本模型相对比,根据仿真结果分析了两种系统的误码率性能.仿真结果显示,在同一大气信道下,FBMC调制系统的误码率随信噪比下降速率比OFDM明显更快.实验结果表明,FBMC调制技术在降低系统误码率上具有很大的优势,能够满足空间光通信的应用需求.     

基于SLIPT的混合可见光/射频协作通信系统性能分析

传统无线通信传输和网络接入依赖射频通信技术.随着海量移动设备涌入,频谱资源匮乏、移动设备电能受限等问题对新一代物联网的可持续发展提出了严峻挑战.本文通过融合传统无线射频通信技术与新型可见光通信技术,构建一种基于可见光信息能量同传(simultaneous lightwave information and power ...     

实时以太网视频的室内可见光通信系统研究

将LED照明和可见光通信技术结合,构建出基于室内实时以太网视频传输的可见光通信系统.系统发送端利用高速场效应管直接驱动控制光源,并结合以太网数据特征,采用UDP传输协议,对信号进行4B:5B和非归零反相编码(NRZI)相结合的编码.接收端采用基于FPGA的数字锁相环技术对光探测信号的时钟和数据进行恢复和提取.系统实现了室内1m距离的实时以太网视频可见光通信传输,促进了可见光通信技术的实用化.     

基于可见光通信的室内定位方法

可见光通信是利用白光LED（lighting emitting diode）固态光源在照明同时实现通信的新型绿色通信技术,基于可见光通信的新型室内定位方法具有室内传统无线定位方法难以替代的优势.文章介绍了基于可见光通信的室内定位方法研究现状,归纳总结了基于LED标签、接收光信号强度检测以及图像传感器成像3类可见光定位方法,详细分析了3种方法的基本原理,并对可见光定位方法的研究趋势进行了阐述.     

基于LED光通信的传感数据自组织自恢复系统

针对物联网传感信息传输的特定需求,在LED（Light Emitting Diode）照明功能基础上,引入可见光通信功能。充分开发了基于光网络的信息传输自组织、自恢复功能,提出了系统节点设计方法和底层信号链路linux驱动方法,阐述了路由发现算法与通信协议的实现过程。并就嵌入式系统环境下的自组网、自协调过程进行了编程调试与有效测试,得到相应的实验数据。验证了系统架构、传输过程和核心算法的可行性和完备性,为实用研发奠定了坚实的理论基础。     

可见光通信应用于安全支付有效区域的研究

针对手机支付过程中安全性问题,研究了可见光通信应用于安全支付过程中有效区域的问题。LED光源具有朗伯分布特性, LED光源到接收端距离h会影响硅光电池接收有效区域。根据可见光通信原理,以LED作为发射端,硅光电池作为接收端模拟手机支付功能。选取1 W白光LED,在偏置电压3.4 V、频率f=100、50 kHz下,测量区域为0.07 m×0.07 m,接收端硅光电池为7×7阵列矩阵,矩阵各个测量点间隔为10 mm, LED置于硅光电池阵列水平面一定高度。实验利用信号发生器生成偏置正弦波形,测量h=35、70 mm时接收端的接收功率, RF强度由电子频谱分析仪测量。当接收功率低于-90 dBm时,视为无效接收区域。实验结果表明,相同频率下, h=35 mm时,测量区域中心接收功率较大,且接收有效区域较广; h影响可见光通信接收有效区域,对手机支付安全产生影响;相同h下, f=50 kHz时,测量区域中心接收功率较大,且接收有效区域较广,输入信号的频率不同,也会对手机支付的安全产生影响。     

一种基于表面微结构提高LED光提取率的方法

针对提高发光二极管（LED）光提取率问题,利用LED的发光和表面等离子原理,采用严密耦合波计算方法,在LED表面添加金属周期性亚波长微结构,使表面等离子体耦合的逆过程向另一侧低折射率介质（空气）中辐射出可见光,可增加入射光提取。对不同周期的金属微结构进行模拟,结果表明,金属表面薄膜厚度对表面等离子体产生的影响在临界角25°～40°范围内,微结构不仅使表面等离子再次耦合为透射光,而且还增大了共振峰的深度与宽度。     

PD辅助的P3P可见光定位算法

针对可见光定位中的发光二极管（LED）数目和朝向对定位性能影响较大的问题,提出光电传感器（PD）辅助的3点透视（P3P）定位算法。算法首先基于图像信息估算入射角,然后使用经典P3P算法得出4组接收器到3个LED的距离解集,最后基于光强信息确定唯一的距离解集并计算位置信息。仿真结果表明,该算法能有效地降低LED倾斜带来的定位误差。为了进一步验证算法性能,搭建了可见光定位平台。基于实测平台验证了该算法使用3个倾角在15°之内的LED可以实现20 cm以内的定位误差。     

大功率白光LED在照明器具中的应用研究

根据一组1W30lm的大功率白光LED的实测参数，结合PWM调制技术、Buck变换技术及电子器件散热技术，采用JYl604、SG3524集成电路，设计了大功率LED照明系统。实验结果表明：该系统控制的LED电流稳定，控制精度可达士1％；驱动电路输出电流可达1A，可同时驱动多只大功率LED，且亮度可调；系统散热效果良好，LED连续工作后测量其温升，结果显示温升约为30℃，满足系统散热要求。