便携式点对点可见光通信终端的实验研究
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叶玮琳(1984-),女,广东潮州人,博士,汕 头大学讲师,主要从事光电检测系统的研究.

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汕头大学科研启动基金(NTF12022)、汕头大学青年科研基金(YR12005)、吉林大学大学生创 新实验计划(2012C51186)和吉林大学青年创新基金(450060487479)资助项目 (1.汕头大学工学院,广东 汕头 515063; 2.吉林大学 电子科学与工程学院,集成光电 子学国家重点联合实验室吉林大学实验区,吉林 长春 130012)


Experimental study of portable point-to-point visible light communication terminals
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    摘要:

    利用开关键控-非归零码(OOK-NRZ) 调制编码 技术,设计并实现了一对基于ARM7处理器(LPC2148)的便携式点对点可见光通信(VLC)收/发终端。发送端由编码器、光 源驱动器及单个白色发光二极管(WLED)构成,接收端由可见光探测器、信号处理电路及 解码器构成。实验研究了WLED的发射谱和可见光探测器的响应谱,测试分析了VLC信道 的时域和频域的电-光-电(EOE)响应。阐述了系统结构和原理,编写了通信软件并制定 了 相关协议,实现了系统的软、硬件集成。利用研制出的通信装置,建立了点对点通信链路, 并开展了数据通信实验。结果表明,在发送端,为了最大化地降低误码率(BE R),WLED 的调制系数应设置为0.68~1.00,即在一定的交流调制信号幅度下, 需要向WLED提供合适的 直流偏置电压;在接收端,在一定的阈值判决门限电压下,VLC传输呈带通特性。在 所优化选择的系统参数下,系统的通信距离为0.5 m,可达到的最快信息传输速率约为4Mbps,BER小于10-6。利用多个WLED构成阵列光源 ,系统可进一步满足更长距离的 通信需求,从而在室内、外短途通信方面具有潜在的应用价值。

    Abstract:

    By using on-off-keying (OOK) non-return-to-zero (NRZ) modulation and encodi ng technique,a pair of portable visible light communication (VLC) transmitter and receiver are designed and realized based on ARM7processor (PLC2148).The transmitter contain s encoder module,light source driver and white light-emitting diode (WLED),while the rece iver includes VLC detector,signal processing circuit and decoder module.The spectral characteris tics of WLED and VLC detector,as well as the time- and frequency-domain electro-optical-elec tro (EOE) responses of VLC channel are experimentally studied.The VLC structure and principle are described,the communication software and protocol are compiled,and both hardware and software are integrated.With the developed devices,the point-to-point VLC data-link is est ablished,and data transmission experiment is performed.The results reveal that for the transmitt er,in order to drop the bit error ratio (BER) to an acceptable level,a modul ation coefficient within the range of 0.68-1.00is preferred,and a suitable bias voltage range is desired under a def inite amplitude of alternative modulation signal,whereas for the receiver,under a certain thresho ld voltage,the VLC transmission presents band-pass characteristics.Under the optimized system parameters,the communication distance is about 0.5m,the maximum bit rate is u p to 4Mbit/s,and the BER is less than 10-6.By using WLED array as light source,a longer communication distance can be achievable,and therefore this system possesses potential applications fo r indoor and outdoor data links.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

叶玮琳,郑传涛,张红伟,吴祥坤.便携式点对点可见光通信终端的实验研究[J].光电子激光,2013,(8):1500~1506

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  • 收稿日期:2013-01-27
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