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）。     

一种大功率LED驱动电路的设计与研究

本文基于PT4115设计了一种可调光的Buck型大功率LED驱动电路,对其外围电路进行了优化设计,并针对负载电流热补偿和降低输出纹波进行了电路的改进.     

室内可见光通信系统切换机制设计

为缓解无线频谱资源紧缺问题以及满足未来个人用户或者集体的需求,解决可见光异构网络无缝通信的问题,提出一种基于传输时间的可见光通信系统切换机制。鉴于传统传输方式需要大量的反馈信息,必然会引起传输延迟,且可能导致反馈风暴的缺陷,采用无码率的喷泉码差错控制传输方案进行数据传输,不需考虑信道特性。首先采用喷泉码传输差错控制传输方式分析平均传输时间,然后将平均传输时间与设定阈值进行比较,进行切换判决。采用不同度分布的喷泉码切换方法进行了仿真分析,结果表明,与传统的切换算法比,基于传输时间切换方法性能更好,可以实现切换频率不超过0.4,VLC网络服务率达到83%,可有效减少系统开销,降低乒乓效应,提高切换准确性及VLC网络利用率。     

LED照明应用和驱动电路

本文简要分析了LED的特性,以及LED的原理和市场前景,同时对LED的驱动方式进行了探讨,并举例说明了小功率恒压驱动,大功率恒流驱动的典型案例。     

紫外光通信LED阵列光源的设计

为了解决当前单个紫外LED功率较低的问题,设计了一款紫外LED阵列光源系统,对其中的相关问题进行了探讨。该系统由恒流驱动模块、大功率LED阵列模块和光学设计等组成,实验结果表明,该光源系统能发出均匀稳定的紫外光,实现了空间能量的累加,光学和散热设计效果良好,为实用化紫外光通信光源的设计提供了参考。     

可见光通信中白光LED 阵列光源的光功率分布研究

本研究提出了一种在考虑室内反射光影响条件下白光LED阵列光源的辐射模型,并对光辐射功率分布进行软件仿真,仿真结果表明室内一次反射脉冲和二次反射脉冲对光功率分布的影响是很大的。继而在考虑反射光的情况下,通过计算和仿真,给出了白光LED阵列的内部LED灯的分布和阵列之间的最佳位置分布。     

一种改进的可见光通信系统SNR均匀性优化方法

在多用户室内可见光通信系统中,保证分布于室内不同位置的多个用户获得相近的通信质量,即改善室内信噪比(signal to noise ratio,SNR)分布均匀性是当前可见光通信领域的研究热点.分析了当前方案的不足,并从2个方面对其进行改进,针对布局提出在天花板中心处增加一个发光二极管(light emitting diode,LED),在此基础上,根据LED位置,引入遗传算法对每个LED的功率进行优化分配.结果表明,改进后SNR波动幅度由2.52 dB减小到0.49 dB,同时,方差由0.38 dB降低到0.02 dB,SNR分布均匀性得到明显改善.此外,还将系统中的单个LED换成LED阵列,说明改进方法对于使用大功率的LED阵列的系统,同样能够明显改善其SNR均匀性.     

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。     

基于双二进制编码的单工光通信系统设计及其仿真模拟

模拟仿真了一种新型编码的光通信系统,系统采用了双二进制码(DB Duo-binary)电信号作为调制信号,激光脉冲作为载波信号,用非相干外调制技术作为调制方式.软件模拟仿真结果显示,采用双二进制调制编码的光通信系统,光源发射功率为5dBm,途中无光放大,在色散系数为17ps/nm/km,衰减系数为0.2 dB /km的单模光纤中,系统码元传输速率可达20Gbit/s、传输距离20km以上.采用双二进制编码技术的光通信系统比传统的光通信系统具有更大的传输容量、较低的误码率, 并且在一定程度抑制了色散效应.     

数字光纤通信系统的建模与仿真

建立了数字光纤通信系统各部分的数学模型,并利用这些模型编程实现了丛电发端到电收端整个系统的特性仿真,还建立了一个可用于评估光纤通信系统性能及开展理论研究的实验平台,能够显示信号波形、性能眼图,给出了系统的误码率等,运用该仿真软件对已有系统进行了性能测试与评估,仿真结果与实际性能相符合。     

提升机自动控制电路和自动变速装置的设计

介绍了一种可以减少提升机起动负荷及落地冲击的新型电路和变速系统．     

单模光纤极化模传输对PSK相干通信系统性能的影响

本文分析了单模极化光纤中线性极化模和圆极化模的传输特性,研究了单模光纤的极化特性对相干检测效率的影响以及对相干系统误码率的影响。同时还给出了单模光纤传输函数曲线,并对PSK相干检测系统与强度调制-直接检测(IM-DD)系统的性能进行了比较。     

电视电话光纖通信系统指标测试的研究

本文根据传输电视电话的要求,结合光纤通信系统的特点,详细分析了系统指标的物理意义和测试方法。     

短距离数字光纤接收机的电路设计

介绍一种短距离数学光纤通信系统的设计，给出了设计的主要性能指标，着重叙述接收机的探测器、前置放大器、限幅放大器和再生器的工作原理与设计方法。     

无线激光越境监控系统设计与实现

介绍采用无线通信、码分多址通信、激光、传感器等技术设计实现的越境监控系统，详细介绍了系统的组成，工作原理，技术特点，主要电路设计，达到的技术指标，以及为提高可靠性采取的一些措施。     

步进电机最佳激励方式的选择

先用步进电机的等效电路列出输入电路方程、输出机械方程,以及联系输入与输出之间的机电方程,接着用不同形状的三相电按是否细分去激励一已知参数的步进电机,从而获得该步进电机的动态特性,最后从中选出最佳激励方式。     

仪器仪表中的报警电路设计

本文介绍了在仪器仪表的设计中，对其报警部分电路的设计方法，并结合不同类型的仪器仪表的电路结构特点，分别作了概述，本文所举实例，均为作者在科研工作中所经常采用的方法。     

码分多址通信实验系统的设计

本文详细介绍了码分多址通信实验系统的设计方法及各部分电路的工作原理。着重介绍了扩频地址码的选择及实现、同步方式和解调方法等。