摘要：可见光通信(Visible Light Communication,VLC)具有通信速率高、绿色环保、安全性高、无需频谱许可等优点,已经成为目前的研究热点。针对可见光通信系统设计复杂及系统通信距离短的问题,文章在接收端加入二级放大电路,进一步改善系统抗干扰能力,同时还研究了室内可见光通信系统的信道模型,并结合高亮发光二极管在室内空间进行了光照强度、接收功率、信噪比及误码率的仿真分析,分析了不同调制方式的抗噪声性能及带宽利用率。将数字信号处理器FPGA(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为光通信系统的控制芯片,设计了基于2PPM(Pulse-Phase Modulation,PPM)调制的室内可见光通信系统,通过搭建实验平台验证了该方案下的系统通信性能,在通信距离为3.5m时,误码率小于1×10-5,实验结果表明该通信系统具有误码率低、结构简单等优点,满足高性能室内可见光通信系统的要求。

摘要：提出了一种基于Lambert辐射模型的发光二极管光源阵列发射天线光照度计算模型,对室内可见光通信发射天线进行了优化设计.分析了光源的空间分布形式、光源间距、光源中心光束与系统光轴夹角以及空间分布层间距等因素对光照度均匀性的影响.通过仿真模拟和分析,得到了圆形阵列天线在照度均匀性和通信传输信号稳定性方面都优于相同光源数目的矩形阵列天线,并且提高了10%左右;同时得出了在满足室内照明情形下,发光二极管阵列发射天线照度均匀度随光源间距及光源中心光束与系统光轴夹角的增加均呈现出先增加后减小的变化趋势,因此,光源间距和光源中心光束与系统光轴夹角均存在最优值;照度均匀度随空间分布层间距的减小而增加,并给出了5 m×5 m×3 m普通房间内发射天线阵列设计参数的最优值,使发射性能得到了优化,同时节省光源数13%,降低了成本.这些研究为发射天线系统的设计提供了理论依据,具有实用价值.

摘要：本文提出了一种适用于室内可见光通信的新型光学接收端的设计.根据复合抛物面聚光器的聚光特性,将光电探测器与复合抛物面聚光器耦合作为接收子单元,并将这些接收子单元按照特定的几何关系嵌入一个半球面中,得到角度分集型的复合光学接收端,达到水平方向360°,垂直方向180°的大视场.对每个接收单元接收到的光能量,低传输数据时进行相加求和作为最终的接收功率,高数据速率时取各个子单元的最大值作为接收功率.在一个5 m×5 m×3 m的空旷房间中,通过MATLAB对室内可见光通信系统建模仿真.计算结果表明,采用这种复合型光学接收端后,两种不同处理算法下的接收功率相对于直接接收分别提高了11.85和7.47 dB,增益分别为15.31和5.98.信噪比较高,两种情况下的平均值分别为79.17和72.26 dB,且接收信噪比分布平缓,波动较小.这说明采用本文设计的光学接收端,不仅能够得到较大的接收端视场角,同时获得较高的增益和接收功率,以及稳定的接收信噪比,避免了室内可见光通信系统中通信盲区的存在,保证了室内通信性能的稳定性.

摘要：基于一种新的白光LED发光模型,对室内可见光通信系统多白光LED阵元发射天线进行了优化设计.分析了多阵元发射天线的阵元分布、阵元光轴极角、阵元层间距、阵元数目等参数对室内光功率分布的影响,给出了设计参数的优化选择方法和原则.并通过控制发射光功率的方法,实现了光功率分布为平顶形的多阵元天线设计.通过仿真和实验研究验证了所提出的优化设计方法.

摘要：研究了室内可见光通信系统分数间隔均衡技术,以降低码间干扰对该通信系统性能的影响。针对室内可见光通信系统的传输特点和信号调制特性,建立了室内可见光通信链路模型;在此基础上,提出了分数间隔均衡方法,并利用最小均方误差准则优化设计均衡器。最后,通过计算机仿真,对提出的分数间隔均衡方法进行了性能评估。实验结果表明,相同误码率条件下,T/2分数间隔均衡器比符号间隔均衡器的性能优1～2dB,能够更有效地抑制由信道多径效应等引起的码间干扰,提高信号传输的可靠性。

摘要：针对室内可见光通信系统的传统光学接收天线无法同时满足高增益和大视场的问题,设计了一种二级级联式光学天线.通过分析信噪比、通信速率与接收天线视场角的关系,发现视场角为40?—60?的光学天线最适用于室内可见光通信系统.通过光学仿真软件Trace Pro的模拟及计算,给出了所设计的二级级联式光学天线的增益随信号光入射角的变化关系.结果表明,相较于传统接收天线,二级级联式光学天线具有更好的光学性能,视场角为菲涅耳透镜单独接收时的4倍.利用Matlab对二级级联式光学天线竖直向上时的接收功率分布进行仿真,结果显示探测器接收到的信号功率提升效果明显,平均值较直接探测时增大了7 d Bm,进一步证实该二级级联式光学天线适用于室内可见光通信系统.

摘要：提出了一种新型光学接收天线的设计和制作方法,利用干涉和衍射原理在全息材料上制成具有聚集光束和滤除环境光双重功能的全息反射镜.通过耦合波理论与k矢量闭合法分析了这种光学接收天线的角度选择性、光谱选择性以及任意点的衍射效率,模拟结果表明:全息反射镜在不同点的视场角和光谱带宽分别为0.8°~13.4°和4.4nm^7.4nm,并且整体衍射效率在95.3%以上.与由聚光镜和滤波片组合成的传统光学接收天线相比,全息反射镜体积小、重量轻、成本低、能作为光学接收天线用于室内可见光通信系统中.

摘要：针对室内可见光通信系统中信道是典型的随参信道、数据传输存在多个路径的特点以及室内人员、物体的移动可能会造成信号路径遮挡的问题,提出一种基于变步长最小均方算法的自适应分集接收技术,结合分集接收技术和自适应信号处理技术各自的优点。通过理论分析和仿真验证,与传统的分集接收技术进行对比,对比结果表明,该技术可有效改善接收端信号质量,减小多径传输引起的码间干扰并提高系统对室内环境变化的适应能力。

摘要：在无线通信领域中,可见光通信技术凭借其独有的安全性和不受强电磁干扰的特性,被越来越广泛地应用于飞机、高铁、医院、高压电网等特定领域。但在室内有人环境,利用照明LED实现的可见光通信过程中,数据源序列01不均匀会导致LED发生闪烁,引发人眼甚至人体不适的频闪效应。提出一种基于8B/10B的数据链路层编码解决方案,使用Verilog HDL语言仿真编程,以FPGA实现数据编码串行输出,通过对输出数据做FFT频谱分析,查验编码输出数据的频谱分布,明显避开了对人体有不良生理反应的频闪效应范围,符合国际标准IEEE Std 1789-2015。设计方案实现简便、效果优良。

摘要：为了满足大规模用户接入以及差异化的用户请求速率的需求,研究了室内可见光通信(VLC)中模糊逻辑决策的非正交多址接入(NOMA)和正交多址接入方案。考虑了用户数量、用户请求速率和用户信道增益,设计了基于模糊逻辑决策用户接入NOMA/正交多址接入的模式选择算法;在功率分配方案中,设计NOMA间不均等的子载波功率分配和基于差异化请求速率的NOMA组内功率分配算法,以提高系统的吞吐量。仿真实验结果表明,所提方案能提高VLC系统的吞吐量和用户平均满意度。