可见光通信

摘要： 传统无线通信传输和网络接入依赖射频通信技术.随着海量移动设备涌入,频谱资源匮乏、移动设备电能受限等问题对新一代物联网的可持续发展提出了严峻挑战.本文通过融合传统无线射频通信技术与新型可见光通信技术,构建一种基于可见光信息能量同传(simultaneous lightwave information and power transfer,SLIPT)的混合可见光/射频协作通信系统.为了建立可见光信源与远距离目的端之间的有效通信连接,考虑在光源的覆盖范围内存在一个随机移动的离网中继;通过中继转发,可将端到端链路分为可见光通信链路和射频通信链路两部分.在第一跳可见光链路中,中继将接收的光信号分离为用于信息解码的交流成分和用于能量收集的直流成分;在第二跳射频链路中,中继利用收集的能量将解码信号以射频方式转发至目的端.考虑可见光信源受到平均功率与峰值功率的双重约束条件,本文通过综合考虑两跳传输之间差异化信道状态、中继位置、中继信号处理、中继能量收集等不同因素,得到了系统端到端中断概率、数据吞吐量和能量效率的精确闭合表达式.仿真实验结果表明,通过选择合适的参数配置以平衡两跳传输之间的性能,本文所提方案能够有效促进复杂系统内部能量流和信息流的匹配,从而显著提升可靠性、吞吐量和能量效率等关键性能指标.

摘要： 为了提升了可见光通信(VLC)链路的可靠性,针对传统VLC研究范式的局限性,在典型室内应用场景将商用LUXEON Rebel非朗伯光波束引入到多输入多输出(MIMO)可见光发射器配置中,对比分析了非朗伯MIMO VLC与朗伯MIMO VLC的误比特率(BER)性能表现。仿真结果表明:较之于传统朗伯光波束的MIMO基准配置,当房间中心接收位置BER≤10^(-6)时,所提出的非朗伯MIMO配置可以减少引入13.1%的发射功率。

摘要： 为了充分挖掘可见光通信(visible light communication, VLC)和射频(radio frequency, RF)通信的优势,提出了一种室内混合VLC/RF异构无线网络传输模型。针对该模型,考虑用户最大最小公平性、网络带宽约束以及最大发射功率约束条件,以用户需求速率门限值作为资源分配的重要条件,提出了一种最大化最小用户传输速率的资源分配问题以提高用户公平性和提高网络的传输速率。通过引入辅助变量和连续凸近似方法,将原非凸问题转换为一个凸优化问题,利用拉格朗日对偶原理获得传输功率和带宽分配的解析解,并进行计算复杂度分析。仿真结果验证了该算法具有较快的收敛性和较高的传输速率。

摘要： 为了提高传统可见光定位算法的定位精度,提出一种基于区域划分的新型自适应可见光定位算法。在对单光源和多光源定位算法的研究基础上,设计基于对称结构接收机的两光源定位算法来弥补边缘区域的定位误差。依据上述三种算法在不同区域的定位误差分布特性,构建公平性函数,并结合朗伯辐射模型,将定位区域划分为多个子区域。在定位阶段,先根据接收信号特征粗略判断接收机所处区域,实现粗定位,再自适应选择性能更优的定位算法实现精准定位。仿真结果表明,在5 m×5 m×3 m的室内环境下,算法的平均定位误差约为2.5 cm,相比单光源、两光源和多光源定位算法分别改善了46%,24%,55%。在室内1.5 m×1.5 m×2 m的环境下搭建可见光定位系统平台并测试算法性能,结果表明,提出的算法在较低的复杂度代价下能够明显改进定位精度。

摘要： 本文对可见光通信技术进行了概述,并结合可见光通信的工作原理及特点,阐明可与舰艇通信相结合,在舰艇舱室内部信息传输、舰艇内部人员及重点装备定位、灯光通信等方面的具体应用提出设想,并就其可行性及通信效能提升方面展开论述。舰艇通信是保障舰艇内外通信联络的基础,随着信息技术的快速发展,将量子通信、认知无线电等新技术运用到舰艇通信能够有效提高通信保障效能,为战争提供更加迅速、准确、保密的信息传递途径。

摘要： 针对可见光在非视距链路下通信误码率较高的问题,提出基于压缩感知改进型树状随机搜索的信道估计导频优化算法.该算法结合了树状结构,采用树的分支结构避免算法陷入局部最优化,使用阈值策略裁剪生成树,降低算法运算复杂度.仿真结果显示该算法在重构精度和树状导频随机搜索算法相同的情况下,运算复杂度为后者的1/4.

摘要： 可见光通信(Visible light communication,VLC)作为无线通信领域中与无线射频通信互补的一种空间通信技术,近年来吸引了众多研究人员的关注。除了通信链路的电路设计、调制模式之外,调制带宽是照明光源能否实现高质量VLC的关键因素。区别于传统有机LED、聚合物LED及以GaN/InGaN为代表的无机LED等照明光源,量子点LED(QLED)具备响应速度快、色纯度好、发光效率高、可同时用于光致发光和电致发光等优势,是一种理想的用于可见光通信的固态光源器件。然而,目前对QLED用于VLC的调制带宽机理研究较少,尤其是针对多色QLED以及电致发光QLED。本文从量子点的光转换机制出发,系统综述了不同QLED的调制机理,并对光致发光和电致发光QLED调制带宽的限制因素进行了总结和分析,为QLED在VLC中的应用提供了理论依据。

摘要： 可见光通信(VLC)物理层安全研究对于VLC的商用化和普及有着重要的作用。以一个多输入多输出(MIMO)室内VLC系统为模型,先分别推导了窃听者串通和非串通情况下的保密容量下限表达式并进行分析对比,然后针对非串通情况提出了一种最优的波束赋形方案来最大化保密速率,最后进行了数值仿真。仿真结果表明:非串通情况下的保密容量优于串通情况,窃听者的数量仅对串通情况下的保密容量有影响。

摘要： 针对水中射频通信系统通信距离严重受限和声学通信系统传输速率低等问题,可见光通信(VLC)系统为水下中远距离高速无线通信提供了一种解决办法。文章利用样本水质测试对水下短距离信道模型进行了估计,提出了一种短距离光路介质的衰减系数测试方法,并且开发了一种水下VLC系统。该系统根据发光二极管(LED)的伏安特性设计直流偏置电路,对其进行了频谱响应分析。在水槽中进行了蓝色465 nm和白色光源的水下全双工音频实验。实验结果表明,在发送额定光功率为1 W,接收端采用S6968的硅本征半导体(PIN)光电探测器,系统能够在样本水介质(衰减系数c=0.2067 m^(-1))中进行全双工通信,两种光源通信距离均超过了5 m。通过对接收端信号功率谱估计分析、信噪比测试以及扬声器的直观演示,验证了该实验系统语音通信性能,为后续水下VLC多种业务传输系统的开发提供了参考。

摘要： 受限于传统可见光通信(VLC)的研究范式,研究人员在分析可见光无线覆盖时,通常假设光源遵从朗伯空间辐射特性。客观上,上述假设忽视了由不同类型光波束构成的潜在异构光波束,对基于异构光波束的VLC覆盖特性也缺少必要的探索。针对上述问题,综合考虑商用发光二极管(LED)光源的差异化非朗伯光波束特性,文章给出了多种潜在的异构光波束配置方案。同时,在典型室内场景,对传统同构朗伯光波束和文章所提异构光波束的覆盖特性进行了比较分析。量化结果显示,较之于传统朗伯光波束的发射器配置,文章所提异构光波束的配置方案能够引入高达1.97 dB的最小信噪比(SNR)增益,同时将SNR波动幅度从传统设计下的22.75 dB降低至异构设计下的15.33 dB。此外,SNR低于30 dB相对弱覆盖位置占比从初始配置下约13.20%降低至非异构设计下约7.23%。因此,异构光波束对室内空间覆盖的潜在影响获得了初步的证实。

摘要： 随着人们对宽带移动通信需求的日益增长和全光通信技术的发展,无线光通信技术因其无须频带申请、信息容量大、造价低、灵活方便、易于维护等特点受到人们的极大关注.德国的物理学家哈拉尔德·哈斯和其英国爱丁堡大学的团队利用LED光源发明了一种专利技术:"看不见"的网络信号依赖一盏小小的灯变成"看得见"的网络信号,利用闪烁的灯光来传输数字信息.这个过程被称为可见光通信技术,人们亲切地称它为"Lift".本文对Lift的特点、实现原理及国内外的研究情况和应用情况作了论述,对Lift的应用前景进行了展望.光和无线电波一样，都属于电磁波的一种，传播网络信号的基本原理是一致的。给普通的LED灯泡装上微芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，亮了表示1，灭了代表0。由于频率太快，人眼根本觉察不到，光敏传感器却可以接收到这些变化。就这样，二进制的数据就被快速编码成灯光信号并进行了有效的传输。灯光下的电脑，通过一套特制的接收装置，读懂灯光里的“莫尔斯密码”。典型室内Lift系统主要包括信道编码器/译码器、数字调制器解调器、驱动电路、调理电路、可见光光源和光敏元件。可见光光源和光敏元件是室内可见光通信系统的基本器件，其中可见光光源结合驱动电路可以将电信号转换成光信号，实现基本照明功能，并发射出携带调制信息的可见光;光敏元件则捕捉可见光信号，将其转换成能被后级调理电路处理的光电流。数字调制器懈调器则是可见光通信系统中完成通信功能的关键部分，其中调制器实现对可见光光源所发出光的某种特性(例如光照强度)进行控制，将原始信息通过光信号进行传输。解调器则实现从接收的信号中恢复出所携带信息的功能。信道编码器峰码器是室内可见光通信系统链路可靠性和有效性的保障，用来纠正信道传输过程中出现的随机错误和突发错误，实现信息的正确传输。在发射端，信号输入到信道编码器以后，按照码元映射规则编码，编码后得到的信号序列由数字调制器进行调制，输出连续的调制波形，经驱动电路后直接驱动可见光光源发光。在接收端，光敏元件将接收的光信号转换成与入射能量成比例的光电流，该光电流经过调理电路调理成适合数字解调器电路的信号输入到数字解调器中，经过数字解调器解调和信道译码器译码，最终恢复出信息。

摘要： 为了解决现有OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,正交频分多址)可见光通信系统中高PAPR(Peak to Arerage Power Ratio,峰值平均功率比)的缺陷,将SC-FDMA(Single-carrier FrequencosDivision Multiple Access,单载波频分多址)技术应用于可见光通信系统.与OFDMA系统相比,SC-FDMA可见光通信系统存在低PAPR的优势,同时具备OFDMA系统的优点.在设计过程中,针对现有的可见光通信子载波映射频率利用率低的问题,本文提出了新的子载波映射方案,在保障可见光通信的同时提高了频谱利用率.

摘要： 相比于其他照明设备,LED光源在外形、耗能和发光效率等方面,有着更加优异的性能与调制性.当前利用LED光源进行小范围空间内的无线通信,属于新型的无线光源通信方式.而为了完成小范围的室内照明与通信,需要通过LED光源的双头脉冲间隔调制技术,进行相应的信号编码与发送.本文主要探讨可见光通信调制方式及性能,通过分析脉冲位置(PPM)、开关键控(OOK)、双头脉冲间隔(DH-PIM)、反向双头脉冲间隔等调制方式,得出不同调制方式的带宽需求与利用效率.

摘要： 基于LED的可见光通信(VLC)技术是一种将无线通信和照明融合在一起的通信技术.根据光通信原理,组建了基于MyDAQ的LED可见光通信系统.设计可见光的发射端和接收端,采用强度调制/直接检测(1M-DD)的方法,对白光LED的进行高速闪烁调制,利用LabVIEW对数据进行PCM编码与解码验证了PC机间的LED可见光通信系统.实验结果表明,系统在PC机间能够实现简单点对点的单工异步数据通信.

摘要： 本项目为基于可见光通信的智能车库定位系统,主要包括3个部分:发送端锚节点(可见光、蓝牙);接收端盲节点(雪崩二极管APD、惯性传感器、蓝牙);定位服务器(定位服务器与终端App).本项目主要取得以下成果:基于可见光通信的智能车库定位系统模拟平台的设计与实现;多模网络与惯性传感器融合的盲节点终端的实现;定位服务器融合定位的编程实现;用户终端App(V-Parking)的设计与实现.

摘要： 室内定位是解决基于位置的服务中"最后一公里"问题的关键.目前可见光室内定位研究主要以理论研究与仿真验证为主,缺乏实测平台的有效支撑,针对现有少量平台研究中存在的定位精度受限、定位移动性支持不足和高实现复杂度等问题,提出了基于定时图像分区可见光通信的定位数据接收机制,设计和实现了基于图像传感器的高精度可见光室内定位平台,最后基于所搭建的实测平台验证了平均定位误差小于10cm的高精度实时定位性能.

摘要： 本设计使用照明用LED作为信号发射头,利用LED光承载的高速明暗闪烁信号来传输信息,使LED可以照明的同时也可以用来传输信息,并且使用了高显色指数LED健康照明光源,提高照明效率的同时对人体更为柔和.在信号发送端,本设计将需要发送的信号放大调制后,然后信号通过LED驱动电路控制LED发出搭载了信号的光源.在接收端,本设计使用光敏二极管接收来自可见光中的信号;在将接收到的信号解调后,根据接收到的信号类型,将信号送入相应的输出端输出,为新一代的室内照明系统的升级提供参考.

摘要： 本文针对传统的水下通信功耗高、成本高、稳定性差缺陷,设计一种基于可见光通信的水下传感器数据采集系统.该水下传感器数据采集系统由以下组件构成:传感器节点、主控制器、可见光信号发射模块、可见光解码接收模块,以及远程分析传感数据的云服务器节点.主控制器采用德州仪器的物联网开发芯片CC3200,可见光发射模块受GPIO接口输出的电信号控制,经电流放大模块驱动发光二极管发射可见光编码信号.由LSSPD-B10和OPA-333构成的可见光解码接收模块对光信息进行解码,实现了水下低功耗可见光通信.

摘要： LED(Light Emitting Diode)具有高效,环保,长寿命等良好特性,作为下一代固体电光源正在节能照明领域获得广泛的应用,因此催生基于LED的可见光通信技术(Visible Light Communication,VLC).本文设计基于STC12C5A60S2单片机为控制核心,PWM为载波,串口发送和接收数据的白光LED可见光通信系统.该系统的发送电路由MCU1、调光按键、LCD显示屏1、信号调制电路和白光LED构成;接收电路由PIN管、信号处理电路、MCU2和LCD显示屏2构成;论文分析了VLC系统的组成;设计了系统软件框图;实际构建出一个VLC实验系统;实验测试了50cm以内,19200bps通信速率下仍可满足VLC系统的照明与通信要求.

摘要： VLC是一种新兴的光无线通信技术.近几年,国内学者对室内VLC系统的研究取得了很大进展.暨南大学的陈长缨等实现了实用照明的室内VLC系统,成功实现4Mb/s带宽的数字视频信号传输,信号传输距离超过了2.5m.本文在介绍室内VLC技术研究进展、系统组成及关键技术的基础上,对其在靶场的应用进行了初步探讨.靶场应用可采取下行可见光通信、上行可见光激光通信的模式.

摘要： 本发明公开了一种可见光通信系统及其基站、终端、光发送装置和光接收装置。其中，光发送装置包括用于发射可见光信号的通信光源和设置于可见光信号传播路径上的光散射构件，光散射构件用于对可见光信号进行散射而扩大其照射角度和覆盖范围。光接收装置包括光接收器和安装座；光接收器的数量为两个或两个以上，其在安装座上按照预设的角度和间隔依次排布为阵列结构，分别用于接收来自不同角度的可见光信号，使光接收装置成为多方向光接收装置。与现有技术相比，本发明可见光通信系统能够有效解决因可见光直线传播而导致的可见光通信方向性较差的问题，满足可见光通信终端在非静止状态下对通信效果和质量的要求，为用户提供更好的使用体验。

摘要： 本发明公开了一种可见光收发装置、可见光通信终端和可见光通信系统。其中，可见光收发装置为多方向可见光收发装置，可见光通信终端为多方向可见光通信终端，可见光通信系统多方向可见光通信终端的可见光通信系统。与现有技术相比，本发明可见光通信终端或其可见光收发装置设置有多个光发送器和多个光接收器，因此可以接收来自多个方向的系统可用的可见光信号，也可以向多个方向发送可见光信号，从而有效解决了因可见光直线传播而导致的可见光通信方向性较差的问题，提高了可见光通信终端在各种状态下与各个可见光通信基站之间的通信效果和质量，提高了可见光通信的可靠性，为用户提供了更好的使用体验。

摘要： 本发明提出一种可见光通信传感器以及可见光通信方法。可见光通信传感器包括比较器、感测单元以及第一斜坡信号产生器。比较器包括第一输入端、第二输入端以及输出端。感测单元耦接比较器的第一输入端。感测单元用以感测可见光通信信号，以输出感测信号至比较器的第一输入端。第一斜坡信号产生器耦接比较器的第二输入端，并且用以输出第一斜坡信号至比较器的第二输入端。比较器依据第一输入端以及第二输入端的电压值来经由输出端输出比较结果信号。本发明的可见光通信传感器以及可见光通信方法可有效地接收可见光通信信号。

摘要： 本发明公开了一种可见光通信终端壳体及可见光通信终端，属于通信技术领域。本发明的可见光通信终端壳体包括密封壳体，所述密封壳体上设置有：透光孔，供可见光通过；光窗，所述光窗为透光材质，所述光窗盖合于所述透光孔上，并与所述透光孔密封。本发明的可见光通信终端壳体在保证可见光通过的情况下，保证了可将光通信终端壳体的防水性能，为密封壳体内部提供良好的防水保护，使其能在潮湿、多水的环境下长时间正常工作。

摘要： 本发明提供对称载波消除光通信方法、可见光收发器及可见光通信终端，以降低点对点互联的对准难度。一种对称载波消除光通信方法，可见光通信终端与对端通视同一反射面；方法包括：可见光通信终端向反射面发送第一可见光信号；可见光通信终端接收可见光信号并转化为第一目标电信号；其中，第一目标电信号包括第一接收信号和第二接收信号；第一接收信号为：第一可见光信号传输至反射面再被可见光通信终端接收下来的电信号；第二接收信号为：第二可见光信号传输至反射面后再被可见光通信终端接收下来的电信号；可见光通信终端对第一接收信号进行信道估计，得到估计信号；在第一目标电信号中减去估计信号，得到的第二接收信号的估计信号。

摘要： 本发明公开了一种可见光通信装置、锁具设备及可见光通信方法，以改善现有技术在通过可见光进行通信时，存在安全性较低的问题。所述可见光通信方法，包括：至少两个发射设备发送携带有各自相应信息的可见光；接收设备根据接收到的叠加的可见光，确定该叠加的可见光满足预设条件时，发出匹配正确指令。

摘要： 本发明公开了一种可见光通信装置及其驱动方法、门锁和可见光通信方法，该可见光通信装置包括显示面板，所述显示面板包括：衬底基板；所述衬底基板包括像素区域和光敏区域，所述像素区域设置有像素单元，所述光敏区域设置有光敏传感单元，所述光敏传感单元用于将接收到的携带有编码信息的可见光信号转换成电信号。该可见光通信装置集成度较高。

摘要： 本发明公开了一种可见光收发装置、可见光通信终端和可见光通信系统。其中，可见光收发装置为多方向可见光收发装置，可见光通信终端为多方向可见光通信终端，可见光通信系统多方向可见光通信终端的可见光通信系统。与现有技术相比，本发明可见光通信终端或其可见光收发装置设置有多个光发送器和多个光接收器，因此可以接收来自多个方向的系统可用的可见光信号，也可以向多个方向发送可见光信号，从而有效解决了因可见光直线传播而导致的可见光通信方向性较差的问题，提高了可见光通信终端在各种状态下与各个可见光通信基站之间的通信效果和质量，提高了可见光通信的可靠性，为用户提供了更好的使用体验。

摘要： 本申请公开一种用于可见光通信的带通聚光器及可见光通信系统，包括：壳体，所述壳体内具有腔体，所述腔体填充有介质，所述壳体的一侧设有向腔体内凹陷的凹球面的光入射口，所述壳体的与光入射口相对侧设置有光出射口，所述光出射口的远离腔体侧配置具有滤波功能的多层介质膜。该带通聚光器对于传统CPC聚光器，可实现更大的视场角，即在更大入射角范围内实现1倍以上的光增益，从而显著提高可见光通信系统的通信效果。可在不增加光学天线空间体积的前提下显著降低整体质量，同时实现滤波功能。采用本方案所述聚光器的可见光通信系统，能明显增加系统的通信距离、带宽和单个光电探测器的接收视场角，可降低系统的整体复杂性和成本。

摘要： 本申请公开一种用于可见光通信系统的带通聚光器及可见光通信系统，包括：壳体，所述壳体内具有腔体，所述腔体填充有介质，所述壳体的一侧设有向腔体内凹陷的凹球面的光入射口，所述壳体的与光入射口相对侧设置有光出射口，所述光出射口的远离腔体侧配置具有滤波功能的多层介质膜。该带通聚光器对于传统CPC聚光器，可实现更大的视场角，即在更大入射角范围内实现1倍以上的光增益，从而显著提高可见光通信系统的通信效果。可在不增加光学天线空间体积的前提下显著降低整体质量，同时实现滤波功能。采用本方案所述聚光器的可见光通信系统，能明显增加系统的通信距离、带宽和单个光电探测器的接收视场角，可降低系统的整体复杂性和成本。