自由空间可见光通信研究

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1、自由空间可见光通信研究摘要文章目标为实现自由空I'可可见光通信，使用固定型号白光LED实现自由空间下（不借由光纤波导等）的信息传输（文本、声音、视频）,发射机和接收机距离大于lmo误码率、传输速率、通信距离是最终的评分指标。误码率、最长通信距离两者和传输速率之间存在矛盾，在整个传输链路中确保信号能充分地快速的被调制和减小干扰是重点。关键词可见光通信误码率通信距离接收电路驱动电路中图分类号：TN929文献标识码：ADOI:10.16400/j.cnki.kjdks.2016.11.024AbstractThispaperinordertoachievethegoalof

2、freespacevisiblelightcommunication,theuseoffixedtypewhiteLEDfreespace(notbyopticalfiberwaveguide)informationtransmission(text,audioandvideo),thetransmitterandreceiverdistanceisgreaterthanlm.Biterrorrate,transmissionrateandcommunicationdistancearethefinalscores.Thereisacontradictionbetwe

3、enthebiterrorrate,themaximumcommunicationdistanceandthetransmissionrate.Inthewholetransmissionlink,itisimportanttoensurethatthesignalcanbemodulatedandreduced.errorrate；Keywordsvisiblelightcommunication；communicationdistancc；receivingcircuit；drivecircuit1实验原理及发展状况可见光通信技术(VisibleLightComm

4、unication),其原理是将需要传输的信息调制到LED的驱动电流上，使LED以高频闪烁。人眼无法观察到这种高频闪烁，但其携带信息可被光电探测器检测。基于白光LED的VLC融合了光通信和无线通信二者优点，同时顺应白光LED器件作为下一代绿色固体照明光源的发展趋势，是一种高速灵活、绿色环保的新型通信技术,且因为通信电路可以和LED灯具的驱动电路完美集成，在照明与通信、视觉信号与数据传输、显示与数据通信、室内定位等等领域非常富有前景。因此日本、欧洲、美国等国家在可见光通信的领域已经投入了大量人力、物力以及财力。相比之下，中国的可见光通信研究起步晚，与国际的领先水平相比，

5、仍落后很多，至今无成熟的商用化可见光通信系统。当前的VLC技术发展关键Z处在于寻找高调制带宽的LED光源、LED的大电流驱动和非线性效应补偿技术、光源的布局优化、高灵敏度的广角接收技术、消除码间干扰的技术这五个方面。2实验方案根据实验原理分析，首先发送端PC上使用串口助手输入可转换为ASCII码的字符组合，数据传送至发送端单片机，单片机内程序进行直接调制(软件调制简单方便，但调制速度低，直接制约通信速度)。接收端光电二极管检测出光信号，经过后继处理电路，放大的电信号送入?纹?机中解码，结果通过串口送至接收端PC,从而实现双PC机的白光LED通信。实验实现主要分为：驱动

6、电路和接收电路的设计及仿真、编码方式、调试及优化。实验系统示意图如图1。3编码方式代码实现VLC中一个技术要点是编码方式。查阅文献资料，当前主流调制方式有()()K(开关键控)编码、PPM(脉冲位置调制)编码、DPPM(差分脉冲调制)编码、OFDM(正交频分复用)编码。比较每种编码方式优劣势，OOK-NRZ系统中，码元周期等于脉冲宽度，多径效应或者延时效应的岀现会导致那么不同路径的信号就相互叠加，从而产生码间干扰，接收端误码率大大增加。00K的抗码间干扰能力最强，因为它的光脉冲宽度比其它的调制方式都宽。ppm与()()K具有同样的传输容量，DPPM具有更高的传输容量，

7、因为它们不用像PPM那样浪费时间等待计满一个确定的计数周期。OFDM系统由于调制中各个了载波之间相互正交，了信道的频谱重叠不会影响相互的传输质量，因此存在诸多优点，比如减小无线信道码间干扰、提高频谱利用率、动态选择频率，增加高信噪比信道利用率等等。但是也存在有一定的缺陷，一是易受频率偏差的影响，二是存在较高的峰均比。前者是由于OFDM对子载波的正交性要求严格，极易被多普勒效应或者频率偏差等干扰，后者则是因为输出端是多个子载波的叠加，瞬时功率必然会增加好几倍，二者都是由于其调制原理必然带来的。经过比较，最终决定使用PPM编码方式进行直接调制。PPM用断