白光LED可见光通信及其关键技术研究

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白光LED无线光通信系统研究

白光LED无线光通信系统研究

白光LED无线光通信系统研究摘要:可见光通信技术是基于白光LED照明光源的无线光通信技术,在电磁干扰场合可代替射频通信,应用前景很广阔。

目前白光LED在提供室内照明的同时,已被用作通信光源实现室内无线高速数据通信。

本文主要研究的是白光LED加载数字信号,并将信号编码发送,经过空气中长距离传输,接收信号通过电流电压转换、电压放大、比较整形、解码还原发送信号的技术,并在此技术之上加载语音信号传输,展现了本文所介绍的白光通信系统的实用价值。

关键词:白光LED,光通信,无线高速数据通信,语音信号传输。

White LED wireless optical communication system researchABSTRACT:Visible light communication technology is based on white LED lighting source wireless optical communication technology, the electromagnetic interference situations can be instead of radio frequency communication, the application prospect is very broad. The white LED in the provision of indoor lighting, has been used as a light source to realize the indoor wireless high-speed data communication of communication. This paper mainly studies the white LED load digital signal, and then sends signal encoding, after long distance transmission in the air, receiving signal by comparing current voltage conversion andvoltage amplification, plastic technology, to send signals, decoding reduction and loads on the technology of voice signal transmission, and shows the white light of communication system, presented in this paper the practical valueKeywords: White LED, optical communications, wireless high-speed data communication, voice signal transmission1 引言可见光通信技术(VLC,Visible Light Communication)的研究与发展与射频无线通信相比,具有无需频带申请、造价低,小尺寸,高增益接收等众多优点。

文献综述白光LED研究进展

文献综述白光LED研究进展

文献综述白光LED研究进展白光LED(White Light Emitting Diodes)是一种新型的半导体发光器件,具有高亮度、高颜色还原度和低功耗等优点。

自20世纪90年代以来,白光LED研究得到了广泛的关注和深入的研究。

本文将对白光LED的研究进展进行综述。

首先,白光LED的发展历程是我们了解该研究的基础。

20世纪60年代初,应用无机发光物质的荧光粉将蓝光发光二极管和黄光荧光体组合构成白光源,实现了最早的白光LED。

之后,半导体发光材料的研究和发展推动了白光LED技术的进一步突破。

20世纪90年代,新型的宽禁带半导体材料氮化镓(GaN)和蓝光LED发光二极管的成功制备,为白光LED的发展奠定了基础。

其次,白光LED的研究主要集中在发光材料的选择和光谱调控。

现有的白光LED技术主要包括基于蓝光LED的荧光粉转换、基于磷化镓和氮化铟的LED和基于量子点的LED等。

荧光粉转换技术是最早被广泛应用的方法,通过将蓝光LED的紫外辐射转化为可见光辐射来产生白光。

磷化镓和氮化铟的LED具有较高的光电转换效率,可实现高亮度的白光发光。

而量子点的LED由于其在带宽调节方面的优势,成为白光LED领域的研究热点。

在白光LED的光谱调控方面,主要包括发光材料的配方和结构设计技术。

发光材料的配方要求能够提供较宽的光谱范围,以实现良好的颜色还原度。

结构设计技术则包括辐射结构和超晶格结构等,用于调控发光材料中载流子的复合和辐射,提高发光效率和光谱性能。

此外,白光LED的研究还包括光学设计和封装技术。

光学设计技术主要用于提高白光LED的光效和颜色均匀性。

通过调整发光材料的位置、尺寸和形状等参数,使其产生更加均匀的光强分布和色温。

封装技术则是将LED芯片和其他器件封装在一起,以提高白光LED的亮度和稳定性。

最后,白光LED技术的应用前景也是白光LED研究的重点之一、目前,白光LED已广泛应用于室内照明、背光源、汽车照明、显示屏等领域。

基于LED的可见光无线通信关键技术研究

基于LED的可见光无线通信关键技术研究

结论:传输距离对 LED可见光无线通信 性能有显著影响,需 根据实际需求选择合 适的传输距离
通信安全:LED可见 光无线通信采用加密 技术,确保通信内容 不被窃取。
数据完整性:采用校 验码等技术,保证数 据传输的完整性。
抗干扰能力:LED可见 光无线通信具有较强的 抗干扰能力,能够抵御 其他无线通信设备的干 扰。
性能比较:与其他无线通信技术相 比,LED可见光无线通信在能耗和 效率方面的表现
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效率评估:LED可见光无线通信系 统的效率取决于数据传输速率和误 码率
优化策略:针对能耗和效率的优化 策略,如采用高效率的调制解调技 术、优化系统结构等
高速调制与解调技术
多径干扰与信道均衡技术
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LED可见光无线通信技术具有高速、 安全、抗干扰等优点,可广泛应用 于室内无线通信、物联网等领域。
LED可见光无线通信技术具有低成本、 低能耗等优势,可与其他无线通信技 术互补,共同构建未来的无线通信网 络。
高速传输:LED可见光无线通信技术可以实现高速数据传输,具有较高的带宽和传输速率。
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未来展望:未来,随着5G、6G等新一代通信技 术的发展,可见光无线通信技术有望在更广泛的 领域得到应用,如室外通信、远程通信等。
发射器:将信号转 换为光信号
调制方式:采用调 制技术将信号加载 到光载波上
光源:采用LED作 为光源,实现高速 传输
光学天线:将光信 号定向发射到接收 端
信道传输系统是LED可 见光无线通信系统的重 要组成部分,负责将信 号从发送端传输到接收 端。
定义:将高速数据流分割成多个低速数据流,并分别调制到多个载波上,实现并行传输

光纤通信中可见光通信的设计与性能分析

光纤通信中可见光通信的设计与性能分析

光纤通信中可见光通信的设计与性能分析近年来,可见光通信作为一项创新性的通信技术,引起了广泛关注。

与传统的无线通信相比,可见光通信利用可见光波段进行数据传输,具有更高的数据传输速率、更低的干扰以及更广泛的应用前景。

在光纤通信中,可见光通信的设计与性能分析成为了一个重要的研究方向。

首先,可见光通信的设计需要考虑光源的选择与调制方法。

光源的选择是设计中的关键一步,常用的光源有白色发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。

LED具有低成本、稳定性好、寿命长等优点,但由于其发光效率较低,需要进行高效的调制方式。

而LD具有较高的功率和较窄的光束,但成本相对较高。

根据实际需求和预算,选择适当的光源非常重要。

其次,可见光通信的设计还需要考虑信道传输特性。

由于可见光通信受环境干扰比较大,如光照、障碍物等,设计中必须充分考虑这些因素。

在信道传输特性的研究中,建立合适的数学模型用于预测和优化传输性能是必不可少的。

此外,对于不同的应用场景,还可以采用光学镜面反射技术以提高传输效果。

光接收器是可见光通信设计中的另一个重要部分。

光接收器的设计与性能对可见光通信的传输质量起着至关重要的作用。

常见的接收器有光电二极管(PD)和光电转换器(PDT)。

PD具有快速响应速度、较高的响应度和较大的动态范围,但灵敏度较低。

PDT通过延长光子的旅程,改善了光接收效果,但响应速度相对较慢。

根据实际需求和性能要求,选择适合的接收器可以提高系统性能。

此外,可见光通信的性能分析也是设计中的重要一环。

性能分析可以从多个角度评估通信系统的性能,如传输速率、误码率和系统容量等。

传输速率是衡量通信系统的重要指标之一,与调制方式、信噪比以及信道带宽等相关。

误码率是衡量通信系统错误码字数与传输码字数比例的指标,对于保证信息传输的可靠性十分重要。

系统容量则是指在给定条件下,通信系统所能实现的最大数据传输量。

通过定量的性能分析,可以评估系统的可实现性和稳定性,进行优化设计。

可见光通信的关键技术及应用浅析

可见光通信的关键技术及应用浅析

• 188•白光LED 具有使用简单、价格便宜、寿命长等特点,是主流照明技术。

基于白光LED 的可见光通信技术由于兼具照明和通信功能,得到了业界广泛的研究和关注。

本文简单介绍可见光通信技术概况,分析了可见光通信的原理及关键技术,最后总结了可见光通信技术的应用。

1 可见光通信技术概况目前,通信行业是现代人最为基本的社会生活需求,人们对无线通信的需求呈井喷式的增长。

2015年,全球移动通信的用户超过了34亿。

无线通信技术发展至今,无线电的频谱资源已经越来越少,需要找到一种新的载波频段。

可见光波段属于空白波段,如图1所示,目前没有被占用,故不需要授权许可,因此有效的解决频谱资源短缺的问题。

白光LED 具有结构简单,价格便宜,寿命长等特点,广泛用于中短距离的通信系统。

可见光通信技术(VLC 技术)是利用白光LED 作为光源,将照明和通信结合的一种技术。

与其他无线通信技术对比,VLC 技术除了不需要无线电频谱认证,还有绿色环保、没有高频电磁辐射、不伤害人体应用场景广泛等特点,因此成为了国内外研究的热点技术。

图1 频谱资源示意图2 可见光通信原理如图2所示,可见光通信系统是由发送机、无线信道和接收机构成。

发送机主要由光源和调制器组成,由于LED 器件具有高速调制和响应时间短等特点,把LED 作为发送机的光源,需要传输的数据经过调制器将数据高速到适合光源传输的信号,TX 前端将调制后的数据比特流加载到光载波上,此时光载波的变化将随着数据比特流的变化而变化,实现电光转换。

接收机主要由光检测器件和解调器组成,光电检测器件的功能是实现光电转换,RX 前端的作用滤掉噪声,放大转换后的电信号。

解调器的作用是处理这些信号并恢复出最原始的数据。

图2 可见光通信系统模型3 可见光通信的关键技术3.1 LED的非线性效应问题LED 虽然具有高速调制等特点,但其调制带宽有限,且自身频谱也较宽,P-I 特性存在非线性效应,如图3所示。

可见光通信及其关键技术探讨陈敏

可见光通信及其关键技术探讨陈敏

可见光通信及其关键技术探讨陈敏发布时间:2021-09-06T15:51:22.563Z 来源:《中国科技信息》2021年9月下作者:陈敏[导读] 本文在探讨传统图像传感器、到达时间法等可见光通信技术的基础上,提出基于改进k-means聚类算法的可见光通信定位方案,对室内空间中光源信号功率、反射与散射位置进行确定,并考虑LED光信号在自由空间传播中的叠加效应,为不同LED光源分配不同的ID,通过定位区域光功率的多次迭代计算后,得到LED目标对象较为准确的空间位置坐标,以提升可见光通信的精准度。

深圳意创通讯科技有限公司陈敏深圳市 518110摘要:本文在探讨传统图像传感器、到达时间法等可见光通信技术的基础上,提出基于改进k-means聚类算法的可见光通信定位方案,对室内空间中光源信号功率、反射与散射位置进行确定,并考虑LED光信号在自由空间传播中的叠加效应,为不同LED光源分配不同的ID,通过定位区域光功率的多次迭代计算后,得到LED目标对象较为准确的空间位置坐标,以提升可见光通信的精准度。

关键词:可见光通信;数据传输;定位;关键技术前言:在可见光通信技术的室内定位研究中,要根据可见光通信的信息传输、定位原理,对传统的可见光通信定位的优缺点进行分析,并提出可见光通信定位的k-means机器学习算法,运用该算法改进LED光信号的指纹数据,以及建立迭代后的光功率指纹库,来完成目标对象的光指纹匹配定位,保证可见光通信定位的性能和结果。

1可见光通信(LED)关键技术及其优缺点1.1图像传感器法的可见光通信技术在使用发光二极管(LED)发射光源,用于室内空间的可见光通信、信号定位过程中,可以基于图像传感器法,用摄像机捕获LED光源发射的光谱信息,得到不同时间LED光源传输的阵列信息,摄像机捕获数据的速率在30bps左右。

1.2到达时间法(TOA)的可见光通信技术利用可见光通信技术的目标测距定位过程中,通常使用到达时间差法(TOA),根据LED发射器的可见光信号发射时间、到达时间,测量出可见光信号从发射,到到达定位目标的时间长度,来实现对目标对象的距离测量。

白光LED调制特性及调制带宽的研究

白光LED调制特性及调制带宽的研究
关键词:白光 LED;VLC;调制特性;调制带宽
1. 引言
近年来,LED 设备广泛使用于人们生活的各个方 面。室内可见光无线通信技术是随着白光 LED 照明 技术的发展而兴起的无线光通信技术[1]。由于白光 LED 拥有节能,寿命长,可靠性高等优点,而且响应 时间极短,可以在兼顾照明的同时组成室内可见光无 线通信系统。
当然目前所有发光二极管的figurepicurve对led进行模拟调制时的pi曲线频率电3db点光3db点070705电带宽光带宽ledmodulationbandwidthled调制带宽示意图带宽都远远低于这个值照明用的大功率白光二极管由于受其微观结构及光谱特性所限带宽更低
Hans Journal of Wireless Communications 无线通信, 2012, 2, 7-12 doi:10.4236/hjwc.2012.21002 Published Online February 2012 (/journal/hjwc)
White LED Modulation Bandwidth and Modulation Characteristics of the Study
Jie Cao, Zhongcheng Liang, Zhengbei Ma
Department of Opt-Electronic Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing Email: Caojielh123@
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白光 LED 调制特性及调制带宽的研究
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可见光通信关键技术选取

可见光通信关键技术选取

可见光通信关键技术选取作为一种新兴的通信技术,可见光通信(Visible Light Communication, VLC)利用可见光波段进行数据传输。

相较于传统的无线通信技术,如Wi-Fi和蓝牙,可见光通信具有更高的安全性、更大的带宽和更低的干扰。

然而,实现可见光通信需要解决一些关键技术问题。

本文将从可见光通信的关键技术选取角度展开讨论。

首先,对于可见光通信而言,最重要的技术之一是光源和光接收器的设计。

合适的光源和光接收器可以保证可见光通信的稳定性和性能。

在选择光源时,需要考虑其发光亮度、发光范围、功耗和成本等因素。

一种常见的选择是使用白光LED 作为光源,因为白光LED具有较高的亮度和较低的功耗,而且成本相对较低。

对于光接收器的选择,关键考虑因素包括感光元件的响应速度、灵敏度和噪声等性能指标。

其次,光学系统设计是可见光通信的另一个重要技术。

由于可见光通信需要通过可见光波进行数据传输,因此光学系统的设计在传输效率和信号质量方面起着关键作用。

一种常见的光学系统是使用透镜来实现焦距调节和光束聚焦。

此外,还可以通过光学滤波器来提高信号的抗干扰性能,以及前向纠错(Forward Error Correction, FEC)技术来提高数据传输的可靠性。

另外,调制技术也是可见光通信的关键技术之一。

调制技术用于将数字信号转换为可见光信号,以便在光波中传输。

常见的调制技术包括振幅调制(Amplitude Modulation, AM)、频率调制(Frequency Modulation, FM)和相位调制(Phase Modulation, PM)。

在选择调制技术时,需要考虑传输距离、速率和抗干扰能力等因素。

此外,为了提高传输速率,还可以采用多级调制和多通道传输的技术。

除了上述关键技术,信号处理和解调技术在可见光通信中也起着重要的作用。

信号处理技术可以用于信道均衡、降噪和信号恢复等操作,以提高通信系统的性能。

白光通信

白光通信

白光LED光通信的关键技术研究可见光通信是一项新兴的基于白光LED的无线光通信技术。

可见光通信系统可以实现照明和通信的双重功用。

通过分析影响白光LED通信性能的因素,对白光LED通信中提高系统整体性能的若干关键技术进行了分析讨论,为改善白光LED通信系统性能提供进一步努力的参考依据。

一、引言可见光通信技术(Visible Light Communication,简称VLC)是随着白光LED照明技术的发展而兴起的无线光通信技术,可分为室内可见光通信和室外可见光通信两大类。

白光LED具有功耗低、寿命长、尺寸小、绿色环保等优点,被认为终将取代荧光灯、白炽灯等传统照明光源,成为下一代固体照明光源。

同时与传统照明光源相比,白光LED又具有响应时间短、高速调制的特性,因此可以设计出基于白光LED的室内可见光无线通信系统和网络,实现照明和通信的双重作用。

目前,可见光通信大多处于实验阶段,虽然整体系统已有实现,但与可见光通信的实用还有一定的距离,系统的各项性能有待进一步优化。

二、系统发展概述近年来,中日欧美的研究人员对基于白光LED照明光源的可见光通信的展开了面向应用的研究。

其中作为美国国家科学基金的十年规划,2008年美国政府动员30所大学及科研机构,投入1850万美元的启动资金开展了该领域的科技攻关。

但由于该项技术综合性强,技术难度大,目前全面掌握核心技术并能够做到在世界级展会上现场演示样机的仅有中国暨南大学与日本太阳诱电公司两家。

2004年,Takakuni等对基于白光LED灯的整体通信系统进行了初步实验研究,该系统[1]利用桌面LED照明台灯向用户提供广播信息,结构简单,但系统通信距离较短,数据传输速率较低。

2008年,太阳诱电株式会社在“东京国际消费电子博览会”上现场演示了采用白光LED的高速无线通信系统,最大数据传输速率可达100Mbit/s[2]。

该系统实现了双向全双工高速通信,但是最大传输距离仅为0.2m左右。

可见光通信系统关键技术研究与应用实现

可见光通信系统关键技术研究与应用实现

可见光通信系统关键技术研究与应用实现随着信息技术的迅速发展,人们对于高速、安全、可靠的无线通信系统的需求日益增加。

而传统的无线通信技术,如Wi-Fi和蓝牙,因为频谱资源有限以及信号干扰等问题,逐渐难以满足这一需求。

与此同时,可见光通信技术以其独特的优势逐渐引起人们的关注。

可见光通信(Visible Light Communication, VLC)是一种基于可见光通信原理的无线通信技术,利用可见光的传输媒介,实现数据传输和通信。

与传统的无线通信技术相比,可见光通信具有以下几个突出的特点。

首先,可见光通信系统是一种新兴的绿色通信技术,主要利用LED (Light-Emitting Diode)作为光源,LED具有小巧、耐用、低功耗等优势,比较节能。

相对于传统的无线通信技术所使用的射频信号,可见光通信可以在不增加电磁辐射干扰的前提下实现无线传输。

其次,可见光通信潜在的频谱资源非常丰富,可见光频谱范围宽,不受频谱的限制。

此外,与其他无线通信技术相比,可见光通信频谱资源也相对较为稳定,不易受到干扰。

再次,可见光通信系统具有较高的安全性。

可见光通信的传输介质即空气,在可接收范围内的传输数据不会渗透到隔壁空间,有效防止了信息的泄露,增强了通信的安全性。

在可见光通信系统中,有几个关键技术对其性能和可靠性起着重要的作用。

首先是调制技术。

调制是指将数字信号转化为可见光通信所需的光强调制信号。

常见的调制技术有两种:直接调制和间接调制。

直接调制是通过控制LED的电流,使其在开启和关闭之间进行切换,实现信息的传输。

间接调制是利用一些特殊的技术,如OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)来实现调制过程。

适合的调制技术可以提高系统的传输速率和稳定性。

其次是接收技术。

接收技术是指接收端如何准确地解析接收到的光强调制信号,并还原成数字信号。

常见的接收技术有两种:直接检测和相干检测。

白光 LED室内可见光通信的关键技术分析

白光 LED室内可见光通信的关键技术分析

白光 LED室内可见光通信的关键技术分析
王顺
【期刊名称】《产业与科技论坛》
【年(卷),期】2016(015)014
【摘要】随着科学技术水平的提高,社会上出现了许多新兴的照明工具,这种照
明工具基于白光LED的无线通信技术制作而成,这种照明工具不仅具有照明功能,同时还具有通信功能,白光LED具有节约能源、发射功率高、不占用无线电频谱
等优点,必然会成为未来的主流照明工具。

光通信技术具有广泛的发展空间,对白光LED室内可见光通信的关键技术分析十分必要。

【总页数】2页(P62-63)
【作者】王顺
【作者单位】吉林化工学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.白光LED室内可见光通信的关键技术 [J], 佟飞;
2.大功率白光LED室内可见光通信系统研究 [J], 徐佐;徐宁;马正北
3.白光LED室内可见光通信的关键技术 [J], 黄婷婷
4.白光LED室内可见光通信的关键技术 [J], 佟飞
5.白光LED室内可见光通信研究 [J], 易冲冲
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可见光通信

可见光通信

你还在抱怨WIFI热点太少、信号不稳定吗?未来,有电灯泡你就有无线网络信号,而且传输速度可高达1Gbps远高于WIFI。

该技术由英国大学科技人员Herald Haas和他的团队发明——利用一束光来传输数据,这类技术常被称作可见光通信(VLC)。

不过,要实现该技术并不是没有障碍。

首先,可见光无法穿透物体,因此信号会被切断。

另外,手机如何接收光通信信息,也是个难题。

LED灯泡加装微芯片传递数据据国外媒体报道,Haas表示,他最大的梦想是将电灯泡变为宽带通信设备。

这样电灯泡不仅能提供照明,也将成为一款必要的工具。

Haas认为,通过给普通的LED灯泡加装微芯片,使灯泡以极快的速度闪烁,就可以利用灯泡发送数据。

灯泡的闪烁频率达到数百万次每秒,对人的裸眼来说,这样的闪烁不可见,只有光敏接收器才能探测到。

通过这种方式,LED灯泡可以快速传输二进制编码。

这一技术的好处显而易见:只要你身边有电灯泡,就可以获得无线互联网连接。

据估计,目前全世界的电灯泡数量约有140亿盏。

传输速度可高达1Gbps这一可见光通信技术被简称为“LIFI”,其优点并不仅仅是可以让世界上任何路灯都成为互联网接入点,还可以节约日渐稀缺的射频频谱资源。

目前,作为无线数据传输的最主要技术,WIFI利用了射频信号。

然而,无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部分。

但随着用户对无线互联网需求的增长,可用的射频频谱正越来越少。

这就是为什么当你周围上网的人越来越多,你的网速会变得越来越慢。

3G无线网络如此,WIFI网络同样如此。

按照Facebook创始人、CEO马克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)的预计,未来10年人们分享的信息量将相当于目前的1000倍。

Haas表示,他的技术将是解决问题的重要部分,“可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍。

”这意味着可见光通信能带来更高的带宽。

Haas表示,“LIFI”技术能带来高达1Gbps的数据传输速度,远高于4G网络。

白光LED照明通信关键技术及发展趋势研究

白光LED照明通信关键技术及发展趋势研究

多 芯 片复 合 白光 L E D, 由于是 由多个 单 色L E D 制 。数 字脉 冲间隔 调制 中 ,每个 符号 所包 含 的时 隙 芯 片 组 合 而 成 ,不 同颜 色 的 光 相 互 独 立 ,可 以 分 数 是变 化 的 ,其余 均 与P P M调 制方 式类 似 。其 特点 别 控 制 ,在 V L C 系统 中可分 别被 调 制 ,提 高信 道 容 是 接 收端 不 需 要 进 行 符 号 同步 而 只需 进 行 时 钟 同 量 。另 外 ,多 芯 片复合 白光 L E D 还 有发 光 效率 高 、
光 频 分 复用 技术 ( O F D M )是 一 种 多载 波 调制
E D 通 信 的 多径效 应 。其 荧 光转 换 白光 L E D 需 要 进行 荧 光转 换 ,导 致 其 技 术 ,它 能有 效抑 制 室 内L 能量 损耗 大 ,发 光效 率不 高 ,功 率大 时二 基 色荧 光 核 心 思 想 是 将 频 域 内的 信 道 分 成 多 个 正 交 的子 信 转换 白光L E D 空 间色 度 均匀 性差 。不过 ,其结 构 简 道 ,其 中 ,对 于 子 信 道 分 别 进 行 载 波 调 制 ,然 后 单 、价格 低廉 、制作 工艺 成熟 ,二基 色荧 光转 换 白 并 行传 输各 个子 载 波 。这种 技术 可 以大大 消 除码 问 光L E D 是 现 阶段 应用 最 广泛 的技 术 。荧 光 粉发 的光 干 扰 。通 过 增 加 子 载 波 数 目,可 以将 频 谱 资 源利 不便 于被调 制 ,使 L E D 的调 制带 宽 减小 。为 改善 此 用 最大 化 ,并 实现 上下 行非 对称 数据 传输 。此 技术
已在照 明领域 广泛 使 用 ,现 阶段 V L C 系统也 大 都采

可见光通信及其关键技术研究

可见光通信及其关键技术研究

71在当今社会科技迅猛发展的今天,白光LED可见光通信技术的发展是推进我们国家社会建设的一项新兴行业,基于对白光LED可见光的通信技术的研究,我们深入的了解到通信技术发展中存在的问题,想要将白光LED可见光广泛的应用到通信技术发展上来,就需要不断的改进社会科技创新内容,充分的解决在通信技术发展中关于白光LED可见光在应用中所存在的各项问题,以此来完善我们国家社会经济建设改革的重要发展方向,推进社会经济前进的步伐。

1 白光LED可见光通信的使用关于白光LED可见光在通信技术发展中的运用,我们通过推进社会科技创新理念来不断的完善其作用,促进国家社会经济改革建设,坚持以科技创新理念作为推进白光LED可见光在通信技术革命中的重点发展内容,促进我们国家社会科技建设与发展。

1.1 白光LED可将光在技术方面的研究对于白光LED可见光在现实生活中的应用,需要不断完善社会科技建设,改进国家技术科学的发展理念,不断创新和改革社会经济的重要途径,以此来发展社会经济改革内容,推进在白光LED可见光在通信技方面上的改革。

此外,在白光LED可将光的用途在改进社会科技的同时,有为通信光源不断完善和创新的重要作用,同时具有高度的保密性以及不断完善通信技术在无频谱中使用的方向及限制,将白光LED可见光的优点充分的体现到社会科技建设中来,以此促进我们国家社会经济发展与创新。

对白光LED可见光在通信及其关键技术方面的研究和影响,将具有重要的改进完善作用,这是不断发展社会科技创新理念,完善社会经济发展目标的重要方式,同时实现当今社会经济发展的重要性能,对于通信技术发展的完善有着极为重要的促进功能,将白光LED可见光技术的改革充分的运用到通信技术发展的关键内容中,发展社会科技的全面领导作用,促进我们国家在整个社会经济发展建设中,不断的运用白光LED可见光使用的情况,以此来完善我们国家社会建设的重要方向。

1.2 改进白光LED可见光在通信科技为了改进白光LED可见光的发展方向,我们以绿色光源的发展作为首要任务,对白光LED可见光的通信技术的发展研究,将是实现社会经济改革发展的重要前进方向。

室内可见光通信系统关键技术研究共3篇

室内可见光通信系统关键技术研究共3篇

室内可见光通信系统关键技术研究共3篇室内可见光通信系统关键技术研究1室内可见光通信系统关键技术研究引言随着移动互联网的飞速发展,无线通信技术不断升级,人类社会已经进入一个高速、精准和大数据时代。

可见光通信作为新一代无线通信技术的代表,因其无线电波接口被业界广为关注。

它可以应用在各种领域,例如室内定位、室内环境监测、可穿戴设备和智能家居等。

而在可见光通信系统中,关键技术研究也成为研究的热点。

本文将分析其中的关键技术研究内容。

室内可见光通信系统的工作原理可见光通信是利用室内照明灯具发射的可见光与移动终端通信的一种新兴通信方式。

可见光通信系统是由智能LED照明系统、光调制、信道传输和信号接收等技术模块组成。

数字信息通过模块化的方法嵌入到LED照明灯光中,通过可见光通信系统向各个终端发送和接收数据。

研究中的关键技术要解决的问题是,如何确保高速传输、稳定性和安全性等。

可见光通信关键技术1. 光调制技术光调制技术是指将要传输的信息信号嵌入到高速闪烁的LED灯中。

光调制技术可以分为两大类:强度调制和色度调制。

在强度调制中,灯的亮度被调制以表示高低电平;在色度调制中灯的颜色被调制以表示高低电平。

为了增加传输带宽和纠错性能,复合调制方案已被广泛研究和应用。

2. 光解调技术在可见光通信系统中,采用光解调器进行信号解码。

光解调能够识别和恢复传输的数据,并将其转化为数字信号,以进行后续的数据处理。

目前,常用的光解调方案包括时间域解码、频域解码和混合域解码等。

3. 光信道传输技术光信道传输技术是指利用可见光通信传输信息时需要用到的传输径路。

在可见光通信中,灯具的位置选择、衰减补偿、信噪比增强、干扰消除都是传输质量需要考虑的问题,通常采用改进波束调制技术、多路复用技术、OFDM技术、MIMO技术以及信号增强技术等。

4. 安全保密技术随着人们对可见光通信技术的广泛应用和普及,信息安全问题也日益成为人们关注的焦点。

如何保证可见光通信的信息安全,是研究的一个重要问题。

基于PAM4调制的白光可见光通信信号发射灯源设计研究

基于PAM4调制的白光可见光通信信号发射灯源设计研究

科技风2021年4月DOC10.19392/ki.1671-7341.202111050基于PAM4调制的白光可见光通信信号发射灯源设计研究马一鸣段明铭郝祥印马世耀中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300摘要:基于LED的可见光通信(VLC)是未来机载无线网络的热门候选方案,本文研究了基于PAM4编码的白光可见光通信信号发射灯源排布方案,建立了基于红绿蓝三色LED的并行VLC系统信道模型,通过1组3个同色的LED灯组合,实现PAM4编码格式的信号发生;随后通过3组红绿蓝单色的LED灯实现白光可见光通信灯源。

关键词:可见光通信;并行可见光系统;脉冲幅度调制;点对多点的通信近年来,移动数据流量呈指数增长,据预测到2022年,全球IC流量将达到396艾字节/月&为了满足未来移动数据传输需要,可见光无线通信技术(VLC)因其能够提供远超现行系统带宽的能力而成为研究的热点。

对于VLC系统,单一信号发射机使用的带宽有限,难以利用全部可见光频谱资源。

为提高频谱利用率,基于多输入多输出(MIMO)等系统架构的可见光并行无线通信卩3*(PT-B1X-(概念被提出&然而已有的工作都是针对点对点通信系统,无法回应点对多点的广播通信系统的要求。

为了实现点对多点的广播通信,本文构想建立基于高功率(约1W)三种RGB单色独立LED灯的白光可见光通信发射光源,每种单色的LED灯采用三个LED 灯组合以具备了PAM4信号调制的能力,优化仿真了LED灯阵的排布方式,并构建实物验证灯阵的白光性能。

1模型建立在可见光通信系统中,LED灯作为信号发射源,其发出光源辐射满足朗伯模式,即理想漫反射源单位表面积向指定方向立体角内发射的辐射通量和该指向方向与表面法线夹角的余弦成正比,辐射强度⑷表示为:/(&)=(4+1)/2o•N cos"&(1)式中C代表平均光辐射强度,即在单位时间内辐射岀的光功率,+表示辐射光线与LED灯珠方向的夹角,m代表辐射阶数。

基于白光LED的室内可见光通信系统研究

基于白光LED的室内可见光通信系统研究

基于白光LED的室内可见光通信系统研究一、概述随着科技的飞速发展和人们生活水平的提高,无线通信技术在日常生活中扮演着越来越重要的角色。

传统的无线通信系统,如无线电和微波通信,在频谱资源日益紧张的情况下,面临着巨大的挑战。

为了寻找新的通信频段和方式,可见光通信(Visible Light Communication,VLC)技术应运而生,成为近年来研究的热点。

可见光通信是一种利用可见光波段进行信息传输的无线通信技术。

其基本原理是将信息编码后调制到高速闪烁的可见光信号上,通过光线的直射、反射或散射传输信息,接收端通过光电探测器将光信号还原为电信号,进而实现信息的传递。

由于可见光通信使用的是人眼可见的光谱范围,因此它具有频谱资源丰富、无需申请频谱使用权、保密性强、节能环保等诸多优势。

在室内环境下,基于白光LED(发光二极管)的可见光通信系统研究更是受到了广泛关注。

白光LED作为一种高效、节能、环保的光源,已经被广泛应用于照明领域。

将通信功能与照明功能相结合,不仅可以实现照明与通信的双重功能,还能有效降低通信系统的成本和维护难度。

由于室内环境相对封闭,光线传输路径相对固定,因此基于白光LED的室内可见光通信系统具有更高的通信质量和稳定性。

本文旨在研究基于白光LED的室内可见光通信系统的关键技术、性能优化及应用前景。

通过对系统架构、信号调制与解调、信道编码、光源与光电探测器选择等关键技术的深入分析,探讨提高系统传输速率、增强系统抗干扰能力、降低系统能耗的有效方法。

同时,结合实际应用场景,对基于白光LED的室内可见光通信系统的性能进行评估和优化,为其在未来的智能家居、物联网等领域的应用提供理论支持和实践指导。

1. 研究背景:介绍可见光通信技术的发展历程,阐述白光LED 在室内通信中的潜在应用价值。

随着信息技术的飞速发展,无线通信技术在人们的日常生活中扮演了越来越重要的角色。

随着无线通信设备的日益增多,无线电频谱资源变得越来越紧张,传统的无线通信技术在满足日益增长的数据传输需求时面临巨大的挑战。

基于LED的可见光无线通信关键技术研究

基于LED的可见光无线通信关键技术研究

基于LED的可见光无线通信关键技术研究摘要:LED可见光无线通信技术通过光无线通信技术和LED照明的相互配合,是当前研究的重点内容。

本文主要分析了LED可见光无线通信的关键技术,并探讨了其发展方向供参考。

关键词:LED;无线通信;关键技术LED技术是通过固态半导体器件电致发光的技术,可见光通信系统是通过发光二极管或是荧光灯表现出无法被肉眼看见的高速闪烁传输信号,通过英特网电线装置照明来相连,连接电源之后运作,LED可见光无线通信技术可以符合下一代多媒体通信技术的要求。

1 可见光无线通信的关键技术1.1可见光通信发射与接收技术这两种技术一般使用强制调制/直接检测(IM/DD)形式,因该检测形式有着简单的硬件结构,成本相对不高,普遍应用。

它作为非最优化检测技术,能够让可见光通信研究的实用性更强,对比以往的无线检测系统,该检测形式的灵敏度不高。

要设置专门的收发器于可见光通信上,所以需要健全该技术,另外还要装设有效的LED驱动电路及接收激光检测电路。

1.2可见光链路技术光传播的方向性非常强,那么在这个过程当中,链路会被路径当中物体阻碍。

无线光链路一般有两种方式,分别为非视距链路以及视距链路。

视距链路形式中的光线传播时出现障碍物时,无法同射频电磁波展开衍射或是绕射,其鲁棒性不高。

非视距链路形式中,采用反射镜能够让反射之后的光功率的衰减值较大,进而使得链路可靠性更强。

还需要使对应的接收机灵敏度与信号的处理技术进行提升。

这两类链路技术较好的应用于室内通信当中,视距链路的接收信号功率占很大部分,且非视距链路一般是时延扩展信道。

可见光通信设计时需要将反向链路的情况考虑进来,通过光线传播可逆性,接收机与发射机间形成反向链路。

此方式理论上可行,在实际应用时要对其实用性进行考虑,接收端与信源端在体积规模方面以及复杂程度上有许多差异,那么就要设计反向链路为不对称的形式,此设计会使下行信道容量增大,从而能够使数据高速传输,同时还能够将链路的控制信息进行传递。

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n t n y o im n P r o a. n o ra d Mo i d o C m— a i a S mp su o es n I d o n bl Ra i o ol 1 e
在有线信道下的应用 已经十分成熟 , 但要将它引入到 L D可见 E 光通信系统中 ,就必须解决数据 同步问题和驱动功放进 入非 线
性 区产生的失真问题 , 所以对 O D F M必将进行深入研究 。 4 电力线通信技术与 V C技术有机融合 的 P C技 术。 ) L L 由于
m n a os ] 0 1 0 9 . u i t n[ . 0 . - 5 ci C2 9
【] al J Wi l D R, e d I e a .O t a w rl s r e 2 Het y D T, s y N i , t 1 p c i e : h e e l il e s
E L D照明基站灯安装在 天花板 、 公路两旁或交通枢纽上 , 新 铺设
的通信电缆成本太高 , 如与电力线载波通信结合在一起 , 利用 电 力线来传输通信信号可大幅降低投资成本 。电力线通信与 V C L
s r S r ]E EC mm nctn,0 3 ) 2 8 . t y O aJ. E o 2 6 7
的一 页 。
高速可见光通信必须要解决 的难题之一。 2对 L D可见光信道进行深入分析 。可见光通信系统具有 ) E 与红外无线通信不 同的信道冲激响应 ,这两种 系统 中引起 的码 问 串扰 (S) II原因也不相 同 , 需要对多 光源 , 时变 信道环 境下 的 可见光无线通信 ( L ) V C 系统 的信 道冲激响应和不同光路径引起


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21 0 0第 0 5期

测试测量技术
6 客户端数据 采集系统
首先 , 选择端 口, 图 1所示 , 如 1 输人设置 的端 口号 。
图1 1端 口设 置
图 1 服务器连接及数据采集 2
[ ht: w .i ecmw widxs 2 t / wwz t o /w / e.p 】 p/ w n. n j
参考文献 :
【 hp 1 t: 1 t, 】 .shp o /sxi e. p hci. m ap/ d x sx c n a
上接 2 1页
可见光通信技术将 向以下几方 面发展 :
能交 通系统中的发展方 向。
I 提升 白光 L D的频 率响应 、 ) E 拓展带宽。白光 L D用作通 E 信光源 , 电信号都必须调制到它上面。 其 然后往外发射 。 它的响
34自动切换和接收机辅助切换相结合的技术 .
在室 内 L D可见 光无线通信 系统 中 , E 当接 收机从一个
基站( 房间) 移动到另一个基站( 间 ) , 房 时 需要接收机能够 自
动切换 。切换操作既要 能识别一个新 基站又要将信令信号 分派到新基站 的信道上 。因此 ,我们在设计一个 室内 L D E
35建立适合 L D可见光信号传输 的模型 . E
白光 L D可见光通 信系统 的信 号传输信 道是 随机信 E 道 ,E L D可见光 的波长与室 内大气 中的尘灰 、 气体分子 的尺
寸相 近甚 至更小 ,很 容易产 生光的散射及吸收造成信号 的 严重衰减 。不 同位置 的 L D灯光及 1光等背景光也会对 系 E 3
3白光 L D可见 光通信 的关键技术 E
31采用曼彻斯 特编码 和 O . 0K调制方式相结合的技术
L D光源发出的是可见光 , 发散角较大 , E 且 对人 眼睛基本无
散射导致了不同的传输延迟 , 加上光的色散 , 已调 光脉冲会
在时间上延伸 ,每个符号 的脉 冲将加宽延伸 到相邻符 号的 时间间 隔内 , 可避免地会产生码 间干扰( I 极大地 降低 不 I) S, 了系统的性能甚至导致不能正常通信 。通常运用部分 响应 技术 、 均衡滤波器可 以消除码问干扰。 对光无线通信系统来 讲, 多径传播是引入码 间干扰 的主要原 因 , 许多技术人员认 为依 靠 O D F M能有效地降低码 问干扰 。
高度重视。现阶段主要应用在室 内可见光通信 和智 能交通 系统 中, 但在实现其高 速 、 高可靠 的通信性 能道路上还有许 多实际 问题要 进一步研 究 。要实
现此技术 的实用化 和普 及化 , D E L
33高效率 的调制复用技术和消除码 问干扰相结合 的技术 .
L D白光束使调 制带 宽受 限, E 不利于数据的有效 高效传输 。 所
统 的性能产生影 响。因此 ,要保 证在随机信道下的正常工
作, 还必 须对 L D可见 光传输 信道作 更深入 的研究 , E 建立
现高速数据链接 , 然而该链 路要求光信号收发端始终对 准 , 容易
适合 L D可见光信号传输 的模 型。 E
因链路上存在 的障碍物而阻断 。漫射链路设计 中接收机视角一
32直射式视 距链接和漫射链接相结合的技术 .
与传统 的射频通信相 比 , 可见光通信具有 发射功率高 、 电 无 磁 干扰 、 约能源等优点 , 节 因此 已引起 人们 的广泛关注 和研究 。 可见光通信 的典型应用 图如图 2所示 :室 内无线光通信 的基 本
链路方式有很多种 , 但是室 内的 白光 L D必须 固定在天花板上 。 E 故 以其为信号光源 的室 内无 线通 信链 路有两种形式 :直射式 视 距链接和漫射链 接。在直射式 视距链路 中 , 接收机直接指 向 白光 L D光源 。这种光链路优点是 : E 信号光源功率利用 率高 、 容易 实
可 消 除 阴影 效 应
以要实 现高速 的数据传输 , 必须更加深入地探索频带利用
率 高、 抗干扰性 能好 的调 制复用技术 。 目前研究 的热点来 从 看, 新型正交频 分复用技术 ( F M) 0 D 是最适合 的高效率调制
复用方式 。室内 L D可见光通信 系统 中 , D光 源通常是 E E L
感觉不到光 的闪烁 。由于实现简单 , L V C系统大多设计成光 强度 调制 /直 接探 测 ( I M/D )系统 ,采 用曼 彻斯 特 编码 和 O K D O ( — f k y g调制方 式 。在 I o o - ei ) n n M/D D系统 中 , 由于存 在多 个光 源, 每个接收机都会接收到来 自不 同方 向的光信号 。因而不会 因
害。因而发射端可 以具有较大的发射功率 , 使系统 的可靠性大大 提高 。 该系统的接收部分主要 由光电检测器(D和相应信号处理 P)
单元组成 。 内的光信号被光电检测器转换 为电信号 , 室 然后对电
信号进行放大和处理 , 恢复成与发端一样 的信号。 系统的上行 该 链路与下行链路 的组成 除了使 用的光源不 同外 , 它基本一样 。 其 在可见光通信 系统 中 , 白光 L D具有通信与照 明的双重作用 , E 这 是因为 白光 L D的亮度很高 , E 且调制速率非常高 , 的眼睛完 全 人
的 II S 作深入研究 , 从而解 决 II S 的影响 。再则 , 实现 V C系统 L 的全双工通信方式 , 需对下行链路和上行链路进行同样 的研究 。 3 室 内 L D可见 光通信采用 正交频分 复用 O D ) E F M调 制技 术。O D F M调制技术具有频带利用率 高 、 抗干扰性 能好 的特 点 ,
参考文献 :
[ Tn k K mi , aua aS e aIdo s l cm u i 1 aaaY, o n T H rym , . or ibe o m n 】 e t n 1 vi - ctnuiz g lr h e E s s i t gA.2 E t - ao tin uaw i D g i [】 t I EI e i li p l t L a lhn 1hE nr
应频率直接决定 了通信 系统可用 的带宽 。所以在追求 大功率 输 出的同时 , 如何提升 白光 L D的频率响应 、 E 拓展其带宽 。 是实现
4结 束 语
白光 L D在第 四代 绿色照 明的行动 中发挥 了至关 重要 的 E 作用 , 它在实现节 约能源 的同时 , 为高 速 、 更 宽带 的光无线网络 接入提供 了一种新途径 ,也为解决现有无线 电频带资源严重有 限的困境提供 了一种新 思路 。 无线光通信 已经成为现实 , 它是连 接宽带 网的一种快捷方法。随着各个 国家对可见光通信开展的 从理论到实验的研 究 , 无线光通信技术已经在 不断的完善 , 它一 定可 以得到广泛的应用 ,为我 国乃至世界的无线电通信插入新
测试 测 量 技 术
表 1白光和红外光用作室内无线通信 时的比较分析
典 型特性 红外光 信号光源 红外 L D红外 L E D 白光 白光 L D E
0 白 光姗 ● , D
9 黼
调 制 带 宽 几 十 k z H 到几 百 MH (E )几 十 k z D L H 几十 z 几百 M z 到 H
[】 卫清 , 3潘 刘立人 , 宏展.An vleh iu r i l s pi 刘 oe t n e o r e t a c q f w e so c l wt nh r ypoesr 【 .C ieeO ts i l s t r rcso J h s pi he aa 】 n c L tr,0 6() 6 — 7 . ees2 0 5: 0 10 t 1 [] 国永 , 4胡 陈长缨 , 陈振强 . 白光 L D照明光源用作 室内无线 E
可见光通信系统时 ,必须指定一个启 动切换的最恰当的信 号强度和切换时间 , 以避免不必要的切换 。因此 , 站在准 基
为某条光路径被遮挡而导致通信 中断 , 保证 了通信 的可靠性 。
备切换之前必须先对信号监视一段 时间才 能进 行信 号能量
的检测 , 这个工作可 以由接收机辅助切换来完 成。
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