基于可见光通信的图像传输系统

针对无线图像传输系统抗干扰能力差、保密性低等问题, 设计并研制了基于可见光通信的图像传输系统。该系统采用51 单片机为主要控制器, 以发光二极管发出的高速调制可见光作为信息载体, 利用光电二极管接收光载波信号, 并通过PC 机获得图像信息, 实现了基于可见光通信的无线图像传输。实验结果表明,该系统抗电磁干扰能力强、成本低、功耗小、安全性好, 在通信距离为0. 7 m 时, 其最大位传输速率为0. 1 Mbit/ s, 误码率小于10-5 , 有效克服了现有图像无线传输系统的固有问题, 是短距离无线通信技术很好的补充, 具有很好的应用前景。     

基于相机的可见光通信技术

 可见光通信（VLC）有效结合了发光二极管（LED）的绿色照明和通信两大优点,是无线光通信的研究热点之一。基于相机VLC系统（简称OCC系统）在智能手机越来越普及的潮流下受到了广泛的关注和研究。OCC系统以照明LED为信号光源而以相机中图像传感器（IS）为信号接收器件,具有天然空间分集接收能力,因此具有广泛的应用前景。由于IS与传统光电二极管（PD）在可见光信号的接收与处理过程有明显不同,原有基于PD的VLC相关通信技术无法直接应用于基于IS的VLC系统。本文阐述了OCC系统的关键技术,并给出了相关应用场景。     

LED可见光通信系统驱动电路的设计

可见光通信是一种新型的无线通信技术,利用LED实现照明和信号的无线传输,而LED驱动电路对可见光通信系统具有重要作用,影响光源的发光效率和信号的传输距离。通过对LED驱动原理的分析,设计了基于直流驱动和交流驱动的LED可见光通信系统的驱动电路。结果表明,设计的驱动电路可以有效进行信号的无线传输,实现了无线通信和照明功能。     

紫外无线光通信系统研究

紫外光通信是一种极具潜力的近距离通信方式,分析了紫外光大气传输特性和系统信道模型,利用紫外光的散射特性来有实现抗干扰非视距近距离通信这一难题;以紫外LED和光电倍增管分别作为通信系统光源、光电探测器,采用脉冲编码调制和循环冗余编码方式,设计并研制了一套紫外无线光通信系统样机,实现了小角度的实时数据通信,通信速率为9.6 kbps,误码率1%以内,通信距离为5 m以内。     

基于高速微弱光电探测相关技术的浅析

高速微弱光电探测技术在激光通信中应用广泛,如何在噪声环境中检测出所需信号是一个难点。首先对光电探测器主要部分(光电二极管与放大器)的参数进行分析,然后分析了光电二极管输出信噪比,得出提高光电探测灵敏度关键在于选择恰当的器件以及设计合理的放大电路。通过搭建具体的实验电路,经过测试,该电路在工作波长为1 550 nm脉冲信号,传输速率为2.5 Gb/s条件下,误码率为10-12时,探测器灵敏度可达到-24.8 dBm,实现了高速微弱信号的探测。     

基于紫外激光器的无线光通信系统

为了提高紫外光通信系统的通信距离,提出了基于紫外激光器的通信系统;利用光电倍增管作为光电探测器,采用循环冗余校验（CRC）进行编码,并对传统FSK调制方式进行了改进;搭建了紫外激光通信系统实验平台,对实验结果进行分析,讨论了通信距离对误码率的影响;最终在白天通信距离150 m和夜晚220 m的范围内,实现了传输速率为0.6 kb/s,误码率低于10-5的紫外激光通信系统.     

光通信原理可视化仿真实验的研究

通过全数值计算方法,建立了光通信原理教学实验的可视化仿真模型.详细描述了光源、光纤链路、光探测及判决单元的建模原理及求解方法.利用这些模型和方法对40Gb/s单信道传输系统进行了仿真实验研究,演示效果直观形象,所得结果与实验室获得的曲线和数据相吻合.     

白光LED无线光通信系统研究

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。     

高响应度的NMOS型栅体互连光电探测器

针对硅基光电探测响应度低的问题,设计了一款与标准CMOS工艺兼容的、可用于弱光探测的高响应度的NMOS型光电探测器(NMOS-PD).该探测器由栅体互连的NMOS管和T-well/N-well结光电二极管构成,利用光电二极管的光生伏特效应改变T阱电势,进而控制NMOS管的栅压和阈值电压,以此实现光信号的探测与倍增放大,故所设计光电探测器具有更高的光电流增益和更宽的动态范围.经理论模拟计算和优化设计,本文设计了总面积为20μm×20μm的NMOS-PD,选用整个T阱区作为光敏区域(16μm×16μm),以增加光的吸收量,所设计光电探测器经UMC 0.18μm CMOS工艺流片制备.测试结果表明,所设计探测器在400～700 nm波长范围内具有较好的响应度.采用630 nm LED作为光源,当输出光功率密度P_(opt)=5 mW/cm~2、漏源偏压V_(DS)=0.4 V时,NMOS-PD的响应度达到1 550 A/W,并实现了200 kHz的信号探测.尽管随着光强增大,光电探测器响应度逐渐降低,但整体上仍超过10~3A/W.与硅基CMOS工艺制备的传统光电探测器相比,所设计光电探测器结构不仅可在低压、低功耗下正常工作,且在弱光条件下具有极高的倍增放大能力,有望应用于弱光探测的图像传感领域.     

室内LED光源的光生物安全分析

为评估室内LED光源潜在的光生物安全风险,搭建了光生物安全测试系统平台.在该系统平台上对常用的几款室内LED光源进行了较全面的光生物安全测试.并对照标准GB /T 20145—2006《光源和光源系统的光生物安全》的要求,对实验结果作了较为详细的分析,对该光源的危险类别做了判定划分.该报告分析对搭建室内LED产品的光生物安全性测试系统以及研究其测试方法均具有一定的参考意义.     

移动场景下一种可见光通信系统的设计与实现

与传统无线通信技术相比,新兴的无线通信技术——可见光通信(visible light communication, VLC)具备照明和通信双重功能,因具有不占用无线电频谱,没有电磁干扰和辐射等优点而受到广泛关注.在已有的可见光通信技术研究的基础上,对可见光调制和编码方式进行了进一步研究,提出了一种发光二极管(light emitting diode, LED)光源布局方式并设计了专门的驱动电路,实现了大范围的可见光覆盖,设计并实现了基于移动场景下的可见光通信系统.在可见光发送端距离接收端3 m的情况下,实现了接收端在移动状态下的灵敏接收(接收时延200 ns),可见光通信速率可达到0.5 Mbit/s,有效光覆盖范围达到5 m×5 m.     

基于OFDM可见光通信系统发送器研究

为提高可见光通信系统的传输速率, 利用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)调制技术, 设计并实现了基于DSP(Digital Signal Process)处理器的可见光通信系统发送器。硬件系统主要由DSP电气平台、 D/A(Digital/Analog)转换电路与Bias-tee/LED(Light Emitting Devices)驱动电路构成。软件系统采用16PSK调制方式对OFDM子信道进行编码, 以增强系统的抗噪声能力, 使之不易受信道特性变化的影响。实验结果表明, 该发送器可实现OFDM数据帧发送, 在调制方式为16PSK、 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)计算为16阶基2快速傅里叶变换算法时, 发送端的有效数据传输速率为18 kbit/s。负载阻值越大, 发光二极管驱动电路OFDM输出信号的波形失真越小。将OFDM技术移植到可见光通信系统的研发中, 不仅能提高系统的数据传输速率, 同时还能有效抑制因信道衰落和延迟而引起的符号间干扰(ISI: Inter-Symbol Interference)及载波间干扰（ICI: Inter-Carrier Interference）。     

室内白光LED照明通信的现状与展望

白光LED具有电光转换效率高、节能、可靠、使用寿命长、高速调制特性,是公认的下一代绿色照明产品。室内白光LED照明通信是将LED照明技术和光通信技术相结合产生的一种新技术,这种通信的距离从数米到数十米,具有安全节能、通信容量大等显著特点,作为一个全新的无线通信手段,已经引起国内外越来越多的关注,是今后无线通信的一个重要方向。介绍了国内、外室内白光LED照明通信发展现状,分析了应解决的关键技术,并预测了室内白光LED照明通信的发展趋势。     

短距离室外可见光数字传输系统研究

提出一种基于白光LED的短距离室外可见光数字传输系统,分析可见光室外通信信道特性及影响因素,采用恒流驱动电路实现亮度调节保证LED照度与通信稳定性,利用切换电路实现照明通信间切换,采用差分曼彻斯特编码来避免通信过程LED闪烁和保证光信号接收,并进行光路设计便于光路处理和干扰抑制。实验结果表明,系统实现了45 m室外可见光上无差错数字信号传输,工作稳定可靠且抗干扰能力强,为进一步研究室外可见光通信技术提供一定参考。     

多脉冲位置调制解调的CPLD实现研究

多脉冲位置调制是室内可见光通信的主要调制方式之一。它的功率利用率高,频带利用率好,抗干扰性强。为了实现室内可见光通信,首先,分析了MPPM编码的基本原理和映射方式;在此基础上,利用CPLD器件完成了MPPM编码调制、解调系统设计,这种调制的信号是由同步信号和MPPM信号组成,解调则采用CPLD数字锁相环实现位同步提取;最后,完成了调制、解调系统的实验及仿真,实验结果理想。     

基于硬件预均衡电路的高速可见光通信系统

 可见光通信（VLC）是一种新型无线光通信技术,它将照明和通信结合起来,因此具有极其广阔的应用前景,成为近年来研究的热点。目前VLC发展的主要瓶颈在于,LED有限的调制带宽限制了VLC系统的传输速率。为解决这一问题,可见光通信系统中使用了硬件预均衡电路,设计并使用了单双级联桥T幅度均衡器,结合自适应比特功率加载正交频分复用（OFDM）技术,有效地提高了可见光通信系统的调制带宽和传输速率。     

基于量子点白光LED的可见光通信系统

针对目前可见光通信( VLC: Visible Light Communication) 系统中存在的光源照明效果差和效率低的问题,提出了以量子点白光发光二极管( QDs-WLED: Quantum Dots White Light Emitting Diode) 作为VLC 系统的光源,并以此设计了一套便携式点对点VLC 收/发终端。采用一步合成法合成了峰值在570 nm 高稳定性、高量子效率的核壳硒化镉( CdSe) 量子点材料,其量子产率达到81%。将该量子点材料取代传统的荧光粉材料,与环氧树脂混合后涂到蓝光LED( Light Emiting Diode) 芯片上制成白光LED 器件,并测试了其发光光谱、色坐标图和流明效率。然后阐述了VLC 系统的结构和原理,并编写了通信软件和制定了相关协议,实现了系统的软硬件集成,利用所研制的VLC 系统,开展了通信实验。实验结果表明,QDs-WLED 除了拥有出色的照明效果和节能特性外,也能实现数据传输的功能。在选择最佳直流偏置电压2． 70 V 的情况下,系统的最大通信距离为1． 3 m,可达到的最大通信速度为267 kbit /s,误码率( BEＲ: Bit Error Ｒatio) 小于10 ^{－ 3}。     

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...