短距离照明led指向通信系统信号传输探讨

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1、短距离照明LED指向通信系统信号传输探讨马佳何宁（桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林541004）【摘要】分析利用照明LED实现通信的机理，探讨短距离无线光信息指向传输的系统组成与通信方法，将环境智能照明与通信相结合，研究利用MOS管实现P恒压驱动对大功率LED的调制控制，根据定向通信与接收目标环境需求，采用扫描控制完成空间光路定位，对不同信息类别进行分型发送控制处理，在视距范围内实现数字和语音的有效传输，实验结果表明，通过优化光路与系统设计，可实现一定距离下的指向通信，达到照明与通信的双重功能，为照明LED的应

2、用提供一种新的方法。.jyqkechanismofusingLEDtorealizethemunicationoflighting，Toinvestigatetheshortdistanceissionsystemofopticalinformationpointingtothepositionandmethodofmunication,theenvironmentofintelligentlightingandmunicationbiningresearchusingtheMOSpipetorealizethePco

3、nstantvoltagedrivingmodulationofhighpounicationandreceptiontargetenvironmentrequirements,usingscanningpletecontrolofspaceopticalpathpositioning,fordifferentcategoriesofinformationaretypetransmissioncontrolprocessing,realizetheeffectivetransmissionofdigitalandvoi

4、ceentalresultsshoizingtheopticalpathandsystemdesign,canrealizethemunicationpointtoacertaindistance,doubletoachievethefunctionoflightingandmunication,itprovidesaneethodfortheapplicationofLEDlighting.【Keyission;Pointingcontrol;Constantvoltagedrive0引言可见光通信技术是一种新兴的无

5、线光通信技术，随着白光LED的发明和应用，可见光通信技术得到了很好的发展。在照明方面，白光LED因为拥有环保和节能等特点而被认为最终将取代荧光灯、白炽灯等传统照明光源，成为下一代固体照明光源。在功能方面，白光LED还具有响应时间短和高速调制的特性，这些特性使得白光LED在提供照明的同时，还可以用作通信光源实现无线高速数据接入。而与传统的红外和无线电通信相比，基于白光LED的可见光通信具有发射功率高、无电磁干扰和无需申请频谱资源等优点。因此，白光LED作为照明和通信两用光源具有很大优势，可以实现中短距离的通信。本文利用白

6、光LED的照明和通信功能，实现中短距离的指向通信，为照明LED的应用提供一种新的方法。1LED照明与P驱动通信原理1.1LED照明通信原理LED的本质为PN结，由于PN结具有势垒电势，在外加偏压为零、热平衡的情况下，LED不发光。当LED两端加上正向偏置电压，电子从N区向P区注入，空穴从P区向N区注入，在PN结附近稍偏于P区的地方，处于高能态的电子与空穴相遇复合时会把多余的能量释放并以发光的形式表现出来。利用LED此特性可实现照明LED可见光通信这种新型无线光通信技术，其存在协同潜力，具有照明功能和通信功能[1]。LE

7、D通信技术是指利用LED器件高速亮灭的发光响应特性发出高速率调制的光载波信号，利用光电转换器件接收光载波信号。无线通信系统多采用光强度调制/直接探测（IM/DD）技术。目前，无线光通信普遍采用光强度调制/直接检测(IM/DD)调制方案。LED的光强度调制主要有模拟和数字信号调制。数字脉冲调制采用二进制信号“0”和“1”对光载波进行调制，实现简单。通常把要传输的二进制数据通过编码后，形成一组脉冲码元，再对光源进行强度调制，其主要调制方式有开关键控（OOK），脉冲位置调制（PPM），数字脉冲间隔调制（DPIM）等[2]。其

8、中在OOK调制中，每一比特时间T（单位S）内光脉冲处于开或关的状态，信息“1”表示光发射器输出光脉冲，信息“0”表示无光脉冲输出。相较于其他调制方式，虽然OOK功率效率较低，抗干扰差，但是实现简单，对带宽需求小，且本课题设计的LED照明通信对光传输速率和距离要求不高，故系统采用OOK调制方式。1.2P驱动通信原理P调光是常用做LE