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.     

采用ACO-OFDM调制新型可见光-射频识别标签系统

针对电磁波通信的传统射频识别标签系统有辐射,稳定性差的问题,提出一种采用非均匀限幅光正交频分复用调制(asymmetrically clipped optical-orthogonal frequency division multiplexing,ACO-OFDM)终端为数字标签的可见光通信系统。该系统将ACO-OFDM调制技术与可见光通信系统结合,对终端标签完成读写操作。为了提高可见光通信的稳定性,采用了ACO-OFDM调制提高了可见光信道的带宽利用率并且有效抵抗了信道间干扰,增强了可见光信道的稳定性。按照系统的设计分层,依次对终端标签芯片、调制解调、光发射机、接收机进行介绍。其中,终端标签芯片以及发射机,接收机电路基于UMC18 CMOS工艺流片,调制解调模块基于FPGA设计。仿真结果表明,该可见光射频识别标签系统的数字部分和模拟部分均能正常工作,实现了可见光对终端标签进行读写。     

DH-PIM和LMS信道均衡在FSO中的应用

将双头脉冲间隔调制(DH-PIM)和最小均方(LMS)算法信道均衡技术应用于自由空间光通信,建立了基于DH-PIM和LMS信道均衡的自由空间光(FSO)通信系统的数学模型.研究了DH-PIM的符号结构、平均功率需求及其功率谱,并且与开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)等调制方式作了比较,对系统的性能指标进行了仿真.数学分析和仿真结果表明:该方法可以减小系统的误码率,降低系统发射光功率的需求,特别是在多径弥散信道、高速率和高吞吐量的情况下,效果更加明显.     

60GHz无线通信系统在PPM调制下的信道容量分析

本文主要研究60GHz无线通信系统在高斯信道下的香农信道容量及在脉冲位置调制(MPPM)下的信道容量。理论分析与推导得到香农信道容量与传输距离的关系函数,由MPPM调制原理及高斯信道的数学模型推导系统在MPPM调制下信道容量与信噪比、信道容量与通信距离间的函数关系,利用Matlab仿真,得到不同条件下的关系曲线。研究结果表明,60GHz无线通信系统在高斯信道下的信道容量是通信距离和信噪比的函数,该系统更适合于短距离无线通信。高进制的PPM调制能够显著的提高系统数据传输速率,当数据率相同时,高进制调制的PPM能够提供的可靠通信距离更远。     

四波混频中与强度有关的相位失配量及其影响

从包括自相位调制和互相位调制相项的薛定谔方程出发,推导了四波混频中与强度有关的相位失配量,并由此得到四波混频光功率和四波混频效率.然后用数值模拟方法分析了受自相位调制和互相位调制影响四波混频光功率与信道功率、信道间隔的关系,研究结果表明用与强度有关的相位失配量计算四波混频光功率和效率更有效,可为设计波分复用光纤通信系统提供理论上的参考.     

基于MIMO-OFDM系统的自适应调制算法研究

为了提高MIMO-OFDM系统的数据传输率和频谱利用率,提出一种新的自适应调制算法.该算法在信道传输质量满足一定系统误码率下,根据信道状态信息自适应地调整每个子载波的调制方式,使系统的发射总功率尽量最小.理论分析得出,该算法降低了MIMO-OFDM系统的运算复杂度,并使系统的整体性能得到了优化.     

实现不等错误保护的最小功率AM-MIMO算法

为了提高无线通信中多媒体数据的传输质量,提出了在MIMO系统中通过自适应调制实现数据不等错误保护传输的算法.在窄带平衰落信道环境下,空间相关MIMO系统中各个子信道的功率增益差异较大,利用这个特点将MIMO子信道分为两组,分别传输高质量和低质量的数据.根据输入数据的传输质量和传输速率要求,自适应调整各个子信道的发射功率和调制阶数,使得系统消耗的总功率最小.仿真结果表明,该算法能够在最小发射功率的约束条件下,有效控制数据传输的误比特率,实现不等错误保护.     

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。     

低复杂度的MIMO-OFDM系统自适应调制方案

以最小化发射总功率为目标,提出了一种低复杂度的MIMO-OFDM无线通信系统的自适应调制方案.在发射端,基于已知信道状态信息,应用奇异值分解将空分复用信道转化为并行的子信道,并将表征信道增益的信道矩阵特征值用于子信道自适应调制优化设计中.针对MQAM调制,采用变步长的贪婪算法得到优化的子信道比特加载及功率分配方案.仿真结果表明,所提出的简化算法与一种近似最优的自适应调制算法性能接近,但复杂度降低了30%以上.     

RFID系统误码率分析与仿真

对RFID系统数据通信中不同编码方式与误码率的关系及其信道适应性进行仿真分析.利用Simulink构建了组成RFID系统数据通信所需的调制解调、编码校验等模块,并将这些模块搭建成仿真模型进行仿真分析.结果表明,为了保证RFID系统数据通信的可靠性,需要选择合适的编码方式,采用不超过32位的CRC校验,并使系统通信信道在30 dB以上.选择不同的编码和校验方式将会对RFID系统数据通信误码率产生影响.利用仿真方式对RFID系统进行研究是一种很有价值的研究方式.     

基于声光效应的无线激光DQPSK调制

由于光器件的发展,改进常规光无线信息交换系统,实现高速率的光无线通信研究得到了越来越多的关注;设计了一套基于声光效应的无线激光DQPSK调制系统,搭建了预编码电路,利用声光调制器进行实验方案验证,测试了码元速率2 Mbit/s下调制信号的动态特性,对其进行了频谱分析;结果表明:在高码元速率下,该设计系统信噪比高,可应用于需要高的传输速率和高可靠性的无线激光通信系统中。     

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。     

非蜂窝宽带无线局域网中的功率-速率联合控制方案

以宽带无线IP网络的典型代表——宽带无线局域网为研究对象,研究了非蜂窝无线通信典型应用环境下,发射功率和数据传输速率变化对宽带调制方案中误码率的影响。在分析的基础上,结合系统实现难度因素,给出一种实用化功率-速率联合控制方案。     

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。     

一种基于可见光通信的无线局域网系统设计与仿真

可见光通信是一种采用白光LED作为光源的光无线通信技术,具有发射功率高、无处不在、无电磁干扰、节约能源等优点。提出一种基于可见光通信的无线局域网系统,给出了可见光无线局域网的关键组成部分的设计方案。仿真结果表明,基于该方案的可见光通信系统可以满足无线局域网内用户通信的需求,具有较好的通信性能。     

基于比特交织和调制分集的Turbo乘积编码调制系统性能

将比特交织和调制分集引入到Turbo乘积编码调制中，提出一种具有良好抗衰落性能的编码调制机制。分析了该机制的误比特率性能，导出了适合迭代译码的软输入软输出（SISO）度量算法，给出了一种简单有效的星座旋转角度设计方法。仿真结果表明，与传统Turbo乘积编码调制相比，该机制在瑞利衰落条件下可获得2.5dB以上的编码增益。为Turbo乘积码和高效调制结合应用于无线通信系统提价节良好的解决方法。     

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。     

增强型调频差分混沌键控通信系统性能分析

混沌通信具有硬件实现低复杂度、低功耗和抗多径等特性,成为低速超宽带通信和无线传感网的候选方案.在各种混沌通信方案中,调频差分混沌键控因采用易于实现的非相干解调成为了研究的热点.本文提出一种新的增强型调频差分混沌键控通信系统,对每比特采样点数、每符号比特数和信号占空比对于系统性能的影响进行了分析,通过仿真证明了理论分析的正确性.     

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。