第10章可见光通信技术要点分析.ppt

10.4 可见光通信的关键技术 10.4.2 白光LED照明光源布局设计 10.4 可见光通信的关键技术 10.4.2 白光LED照明光源布局设计 10.4 可见光通信的关键技术 10.4.2 白光LED照明光源布局设计 10.4 可见光通信的关键技术 10.4.3信道编码技术 暨南大学陈长缨、赵俊提出一种适用于 LED数字传输的mBnB分组编码技术。通常来说，分组码是指将原始信息码字按 m比特为单位进行分组，根据一定规则用另外每组为 n比特的码字来表示，然后这些新的分组以 NRZ码或 RZ码的格式来传输。常用的信道编码有1B2B（曼彻斯特码）、3B4B、5B6B、6B8B等。 10.4 可见光通信的关键技术 10.4.3信道编码技术 mBnB码的优点有：①功率谱形状较好；②连0连1个数有限，没有基线漂移问题；③提供可靠的误码监测和字同步手段。实验证明，经过6B8B编码后，光信号在通信距离 r=0.5～2.5m范围内受LED的个数、电阻及串口模块分频的影响不大。利用 6B8B编码技术，可以保证本系统中数据高速传输的同时，使信号传输距离超过 2.5m。而且，可以通过对数据采用高低两种不同码表的方法来克服 mBnB码译码时会造成误码增值的缺点。 10.4 可见光通信的关键技术 10.4.3信道编码技术 如图 5-9所示，以一个 12bit的原始数据为例，介绍 6B8B编码实现过程。 图10-9 6B8B编码实现过程 10.4 可见光通信的关键技术 10.4.4正交频分复用（OFDM）技术 OFDM技术的主要思想：在频域内将所给信道分成多个正交子信道，在每个子信道上使用子载波进行调制，并且各子载波并行传输。使得每个子信道相对平坦，并且在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相干带宽。因此，就可以大大消除ISI。 在可见光通信OFDM系统中，首先要对信号源电信号进行OFDM编码，然后加一直流偏置对 LED光源进行调制。由于在发射端将串行的高速数据并行地调制到多个正交的副载波上，降低了码速率，增加了信号脉冲的周期，减弱了多径传播引起的 ISI的影响。另一方面，可以通过OFDM信号间加入保护间隔，进一步减弱ISI的影响。 10.4 可见光通信的关键技术 10.4.4正交频分复用（OFDM）技术 OFDM还存在这样的缺点：当数据信息在深衰落子信道传送，各子载波使用的相同的发射功率和调制方式时，这个深衰落子信道的误码率会增大。那么即使其它子信道的误码率很小，整个系统的通信性能会因其中的任何子信道的不良通信而恶化。 10.4 可见光通信的关键技术 10.4.4正交频分复用（OFDM）技术 图10-10 采用OFDM调制方式抑制码间串扰 10.4 可见光通信的关键技术 10.4.4正交频分复用（OFDM）技术 图10-11 基于OFDM的可见光通信系统整体框图 10.4 可见光通信的关键技术 10.4. 5光码分多址（OCDMA）技术 采用光码分多址技术来区分不同用户的信息。在可见光无线局域网中所有的终端用户都共用相同的主光源，因此不同的用户信号必须具有不同的特征，这样适配器接收时才能将不同用户信号分割开。OCDMA给每一个用户分配一个单独的地址码，数字信号在各自的地址码上进行编码，在接收机上通过相应的序列进行解码。采OCDMA技术还能大大提高了系统的抗噪声能力 ,可以把信号从噪声很强的环境中检测出来。 10.4 可见光通信的关键技术 10.4. 6分集接收技术 分集接收技术的提出是为了提高 VLC系统的信噪比，克服高速通信中码间干扰的影响。分集接收的思想就是在接收机处的不同方向上安装多个光电探测器,对多个探测器接收到的信号进行比较,选取信噪比最大的信号进行通信。 10.4 可见光通信的关键技术 10.4. 6分集接收技术 在分集接收系统中，两个关键的工作是：信号的选取方式和光电探测器的布局。在信号的选取上，对于低速率的白光 LED通信系统，直接将多个探测器接收到的信号通过一个加法器进行简单相加,然后将相加后的信号送进接收机进行滤波解调和解码等处理，大大提高了信噪比；当通信系统的传输速率高于 100Mb/s时,由于码间串扰的影响，不能将信号直接相加,必须设计专门的控制电路对信道进行自动判决和选择，原理如图5-12所示。 10.4 可见光通信的关键技术 10.4. 6分集接收技术 图10-12 高速率分集接收探测器原理框图 10.4 可见光通信的关键技术 10.4. 6分集接收技术 对各个探测器转换后的电压信号进行实时采集采样，再送入电压比较器进行比较，找出电压值最大的信道，此信道即为要进行通信传输的信道。同时，比较器输出控制信号将相应的信道选通。对于光电探测器的布局，在接收机的不同方向上安装多个光电探测器且均匀分布于一个半球面上