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采用LED構(gòu)建的可見光通信系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢

h1654155282.3538 ? 來源:與非網(wǎng) ? 作者:與非網(wǎng) ? 2020-12-21 09:52 ? 次閱讀
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前段時間,一篇發(fā)表在《Electronics》的論文引起廣泛關(guān)注,研究人員利用實驗演示了以LED為發(fā)射器和接收器的全雙工LED-to-LEDVLC可見光通信系統(tǒng)的調(diào)制方案,通過波長依賴性和誤碼率等性能比較,結(jié)果表明VLC相對于傳統(tǒng)的射頻無線通信優(yōu)勢明顯。

可見光通信(VLC)又稱為nm波通信,是一種利用380~740nm的可見光光譜作為信息載體的通信技術(shù)。而由于LED具有高效能、長壽命和快速響應(yīng)等特性,比其他可見光源更適合無線通信。

與傳統(tǒng)的射頻(RF)無線通信相比,VLC具有以下幾個方面的優(yōu)勢:

◆VLC擁有約400THz的非授權(quán)帶寬,頻譜資源豐富。

◆VLC容易實現(xiàn),只需加裝一個微控制器便可以利用現(xiàn)有的LED設(shè)備構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。

◆VLC采用的是可見光作為載體,不會對其他電子設(shè)備造成電磁干擾。

◆VLC鏈路可以輕松設(shè)置10Gb/s以上的高速通信鏈路。

因此,有關(guān)VLC的研究已經(jīng)廣泛開展,其中包括針對IEEE802.15.7VLC標準的制定。在本次實驗中,研究人員通過測量發(fā)射器和接收器LED顏色的上升時間和信噪比(SNR),總結(jié)了LED-to-LEDVLC的性能對發(fā)射器和接收器LED波長的依賴性。

在以往的研究里面,開關(guān)鍵控(OOK)是光通信中最簡單、最傳統(tǒng)的調(diào)制方法,具有復(fù)雜度低、實現(xiàn)足夠帶寬等優(yōu)點。IEEE802.15.7VLC標準中提出了脈沖位置調(diào)制(PPM)來支持調(diào)光,PPM是另一種調(diào)制方案,可以實現(xiàn)比OOK更高的功率效率。但是,PPM需要更復(fù)雜的系統(tǒng)和帶寬消耗。

而正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種多載波調(diào)制方案,表現(xiàn)出較高的頻率效率,還可以通過高頻子載波發(fā)送數(shù)據(jù),使系統(tǒng)對其他照明光源的低頻環(huán)境光具有很強的魯棒性。為了克服LED轉(zhuǎn)LEDVLC中數(shù)據(jù)速率低、易受其他照明光源影響的缺點,研究人員通過最佳的LED顏色集設(shè)置,在全雙工LED-to-LEDVLC實驗中應(yīng)用了正交幅度調(diào)制(QAM)和直接電流偏置光正交頻分復(fù)用(DCO-OFDM)調(diào)制方案。

此外,研究人員還分析了全雙工LED-to-LEDVLC系統(tǒng)中的失真和信號損耗。在全雙工LED-to-LEDVLC系統(tǒng)中,采用32-QAMDCO-OFDM調(diào)制和反向偏置電路,實現(xiàn)了49kbps的最大數(shù)據(jù)速率,誤碼率<2.5×10-4。他們相信,LED-to-LEDVLC技術(shù)將為VLC技術(shù)的廣泛普及做出貢獻。
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