用于VLC的LED半功率角优化布局方法研究

提出通过优化发光二极管(LED)半功率角的布局来提高室内可见光通信系统性能的方法。4种典型的LED布局方式的仿真结果表明,该方法对于提高可见光通信系统的信噪比、降低信噪比的波动有明显效果。对于均匀的LED布局方式,信噪比的波动从未优化时的5.2 d B大幅下降到0.3 d B。该方法不需要调节LED的功率,更适合于工程运用。     

特种车内可见光通信系统光源布局优化

针对特种车内空间狭小、光源布局受限这一问题,对光照度及接收光功率进行了理论分析,对光源阵列位置下光照度及光功率的直射和一次反射的分布模型进行了分析与仿真。在光照度需求的约束条件下,根据光功率分布均匀原则提出了特种车辆内部由5个阵列光源形成中心补偿形布局的优化方案。仿真结果表明,在2 m2 m1.5 m的狭小空间内,运用该光源布局方案可得到平均接收光功率值为-0.5 dBm时的光照度范围为333.74~466.44 lx,均匀光照率为79.5%,可同时满足车内照度与数据通信需求。     

车内多LED光源阵列分布通信系统信道研究

针对特种车内狭小空间布局受限这一问题,提出基于功率均衡策略的光源阵列优化结构,构建由车内壁反射导致多路径传播而引起的码间串扰的模型,研究多径传输延迟对光通信系统信噪比的影响,分析均方根时延扩展与最大传输速率间的相关特性,仿真计算系统的误码率性能。仿真结果表明:在2 m2 m1.5 m车内空间,优化结构下的光功率范围为-0.73~0.56 dBm,均匀光照率达到80.5%。考虑多径反射引起码间串扰时系统信噪比均值为20.92 dB,误码率的最大值为1.4710-6,在运用OOK调制技术下该系统最大数据传输速率的范围107.8~373.3 Mbps。可同时满足车内照度与数据通信需求。     

室内可见光通信LED布局研究与性能分析

发光二极管(LED)的布局对于维持接收平面上光功率分布的稳定起着重要的作用,针对现有矩形LED布局接收功率分布存在盲区,影响可见光通信系统的性能的问题,文章根据照度均方差最小原则,设计了一种LED的圆形布局方案。通过对接收光功率分布、信噪比的分布进行仿真,研究了圆形布局和矩形布局方案。结果表明,在LED数量相同的情况下,非视距链路接收的功率分布优于视距链路的接收功率分布,但墙面反射降低了信噪比降。同时,圆形布局增强了房间角落处的接收功率,且圆形布局的信噪比波动小于矩形布局。文章的结果为室内可见光通信系统光源布局的研究提供了一种新的思路,同时为未来室内可见光通信链路的建立提供参考。     

多输入多输出可见光通信的天线布局研究

通过改变LED及光电探测器(PD)的 空间分布,得到不同的天线布局,同时通过改 变LED间距dTX、发射端和接收端平面的高度差h等条件,得到了不同的信道传输矩阵H,仿 真分析了以上各种情况下的室内可见光通信系统(VLC)的性能。结果表明,影 响VLC性能的关键参数包含最小欧式距 离dmin和行列式Det(H)。根据系统的关键 参 数,将天线布局分为圆形布局和格点布局两类,圆形布局是指所有LED或PD均 匀地分布在一个 圆上,而格点布局是指所有LED或PD均分布在二维平面中的格点上。仿真结果表明,当dTX变化时,在采 用圆形布局的系统中,行列式Det(H)是影响误码率(BER)的关键因素 ;在采用格点布局的系统中,dmin和Det( H)均是影响系统误码率的关键因素,但在d TX的一定范围内dmin是决定系统性能的关键因素 。而当h发生变化时Det(H)是影响系统性能的 关键因素。     

室内VLC系统光源布局设计

在可见光通信系统中,光源具有照明和通信的双重作用,由于房间的大小以及室内环境各不相同,难免会存在光照射不到或者光线比较微弱的地方,这些地方很有可能成为通信的盲区,这将会大大影响通信的质量,为了解决阴影效应,需合理对光源进行布局设计,以4 m4 m3 m房间为模型,采用四个LED列阵作为室内光源,将单个的LED光源看做朗伯光源,服从朗伯辐射模型,通过公式计算结合软件仿真分析对比得出了采用99大小的LED列阵,列阵距离屋顶边缘0.4 m,LED光源间的间距为0.03 m时,在满足国际室内照明标准的前提下,在距离屋顶2.25 m的4 m4 m接收平面上光照度分布最均匀,其均匀度达到90.4%。该光源列阵布局模型可推广到任意尺寸房间,为室内办公照明中光源的布局提供了一种可行的方案。     

无线光通信技术研究

无线光通信技术是一种宽带无线接入技术。是光通信技术和无线通信技术相结合的产物。介绍了两种无线光通信技术（自由空间光通信FSO和可见光通信VLC）的优势及不足，介绍了VLC在室内的一个典型应用，最后展望了这两项无线光通信技术未来的研究方向及发展趋势。     

无线光通信技术研究

无线光通信技术是一种宽带无线接入技术,是光通信技术和无线通信技术相结合的产物。本文介绍了两种无线光通信技术(FSO和VLC)的优势及不足,然后介绍了VLC在室内的一个典型应用,最后展望了这两项无线光通信技术未来的研究方向及发展趋势。     

无线光通信技术及其应用

光通信分为有线光通信和无线光通信两种。其中，有线光通信即光纤通信．已成为广域网、城域网的主要传输方式之一；无线光通信又称自由空间光通信（FSO．Free Space Optical communication）。近年来，随着“最后一公里”对高带宽、低成本接入技术的迫切需求，FSO在视距传输、宽带接入中有了新的发展机遇，同时由于光通信器件制造技术的飞速发展，无线光通信设备的制造成本大幅下降，FSO得到越来越多的应用。虽然目前FSO的使用无需通过政府的频率许可（目前无线电频率划分至300GHz，而光波远远超过该频率），但对于无线电管理部门来说，了解这种全新的通信技术的特征和发展趋势是大有裨益的。[编者按]     

电磁敏感场景可见光智慧照明及环境监测系统

传统无线通信的方式在电磁敏感场景下难免会对信号造成干扰, 为了不影响通信系统的稳定性与可靠性, 结合可见光具有对电磁不敏感的特性, 搭建了以可见光作为信息载体在电磁敏感环境下实现兼顾照明的智慧系统。首先采用以0.5m×0.5m×0.3m的立体空间作为房间模型、对室内光源布局进行合理的布局优化方法, 使其达到国际化室内照明标准; 其次设计了系统的上下行链路以及信号帧结构, 实现了稳定的信息传输; 最后搭建了系统的实物模型, 并对系统进行了调试。结果表明, 本系统可稳定地实现照明及室内环境参量的实时监控与数据传输, 误比特率低于10-6, 能够稳定通信10h以上。该研究为大场景的布设参量提供了参考。     

基于深度学习的室内可见光通信光源配置策略

为了在不同的室内环境下寻求最优的光源优化方案,提出了一种基于深度学习的室内可见光通信光源配置策略。分别引入室内障碍物、自然光和人员移动干扰,以室内信噪比均匀度为目标函数,使用花授粉算法(FPA)对不同的房间状态下的光源功率和半功率角进行优化;将得到的房间状态和光源配置作为训练集,使用卷积神经网络（CNN）进行训练,得到的计算模型可以在不同房间状态下对最优光源设置进行预测,实现光源配置的动态调整。仿真结果表明：该策略的光源参数合格率达88%,且预测结果在房间信号功率和光照强度上均满足要求。     

FSO的关键技术及应用

自由空间光通信(FSO)是光通信与无线通信的结合,它以激光为载波、大气为传输介质实现大容量信息的传递,针对自然灾害给人们造成的通信阻碍提出了基于FSO无线光通信系统的解决方案.详细介绍了该系统的构成、网络拓扑结构,着重研究了系统的一些关键技术及其应用.利用FSO技术完成无线通信,体现了无线、大容量的数据传输的要求,降低了光纤网络敷设成本,且灵活高效,增加了系统对抗严重自然灾害的能力,提高了整个通信网络的可靠性.     

开展孤子激光与孤子光通信研究的建议

本文对国际上孤子激光和孤子光通信的发展作了简要回顾,介绍了我国对这一课题的开创性工作和今后的设想。