Experimental investigation of 16.6 Gbps SDM-WDM visible light communication based on a neural network receiver and tricolor mini-LEDs

Liu Xin; Wei Zixian; Li Mutong; Wang Lei; Liu Zhongxu; Yu Changyuan; Wang Lai; Luo Yi; Fu H. Y.

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Experimental investigation of 16.6 Gbps SDM-WDM visible light communication based on a neural network receiver and tricolor mini-LEDs

机译：基于神经网络接收机和三色迷你LED的16.6 Gbps SDM-WDM可见光通信实验研究

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Visible light communication (VLC) based on a light-emitting diode (LED) suffers from a limited bandwidth of commercial LED, device nonlinearity, channel distortion, and transmitted power caused by a complex free-space channel, power amplifier, and illuminant devices resulting in a limited data rate. In this Letter, to provide an alternative high-speed solution, we first designed and fabricated three 175 mu m tricolor mini-LEDs with various wavelengths. They are used to set up a spatial division multiplexing-wavelength division multiplexing VLC system over a 2 m link. Then we utilize a neural network receiver to replace the traditional channel estimation, equalization, and demodulation at the offline digital signal processing of the receiver. The experiment showed that the data rates of 2.65, 7, and 7 Gbps were achieved in three respective links using quadrature phase shift keying-optical orthogonal frequency division multiplexing. The three data rates have bit-error rates below the forward error correction limit, whose data rate sum of 16.6 Gbps is the highest mini/micro-LED-based VLC, to the best of our knowledge. (C) 2021 Optical Society of America.

机译：基于发光二极管（LED）的可见光通信（VLC）存在商用LED的有限带宽、设备非线性、信道失真以及由复杂的自由空间信道、功率放大器和光源设备导致的传输功率，导致有限的数据速率。在这封信中，为了提供另一种高速解决方案，我们首先设计并制造了三个175μm的不同波长的三色迷你LED。它们用于在2m链路上建立空分复用-波分复用VLC系统。然后在接收机的离线数字信号处理中，利用神经网络接收机代替传统的信道估计、均衡和解调。实验表明，使用正交相移键控光正交频分复用技术，在三个链路中分别实现了2.65、7和7 Gbps的数据速率。这三种数据速率的误码率低于前向纠错极限，据我们所知，前向纠错极限的数据速率总和为16.6 Gbps，是基于微型LED的最高VLC。（2021）美国光学学会。

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来源
《Optics Letters》 |2021年第12期|共4页
作者
Liu Xin; Wei Zixian; Li Mutong; Wang Lei; Liu Zhongxu; Yu Changyuan; Wang Lai; Luo Yi; Fu H. Y.;
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作者单位

Tsinghua Univ Tsinghua Berkeley Shenzhen Inst Shenzhen 518055 Peoples R China;

Tsinghua Univ Tsinghua Berkeley Shenzhen Inst Shenzhen 518055 Peoples R China;

Tsinghua Univ Tsinghua Berkeley Shenzhen Inst Shenzhen 518055 Peoples R China;

Tsinghua Univ Beijing Natl Res Ctr Informat Sci &

Technol BNRis Dept Elect Engn Beijing 100084 Peoples R China;

Hong Kong Polytech Univ Dept Elect &

Informat Engn Kowloon Hong Kong Peoples R China;

Hong Kong Polytech Univ Dept Elect &

Informat Engn Kowloon Hong Kong Peoples R China;

Tsinghua Univ Beijing Natl Res Ctr Informat Sci &

Technol BNRis Dept Elect Engn Beijing 100084 Peoples R China;

Tsinghua Univ Beijing Natl Res Ctr Informat Sci &

Technol BNRis Dept Elect Engn Beijing 100084 Peoples R China;

Tsinghua Univ Tsinghua Berkeley Shenzhen Inst Shenzhen 518055 Peoples R China;

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中图分类计量学;光学;
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