引用本文:

王涛,蔡喜平,刘洋,等:可见光通信自适应接收系统的实验研究[J]. 光通信技术,2019,43(2):18-21.

可见光通信自适应接收系统的实验研究

王 涛,蔡喜平*,刘 洋,林 朗

(黑龙江大学 物理科学与技术学院, 哈尔滨 150080)

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摘要:当白光LED同时用于照明和通信时,如果接收机放大电路采用固定增益,则会出现在照明范围内不同位置接收信号强度变化较大而导致接收信号饱和或丢失,从而会严重影响通信性能。为了解决固定增益存在的问题,研究了用于可见光通信的自适应接收电路,电路理论带宽为30MHz,并进行了实验测量。在发射信号强度恒定时,接收机在距离LED 1.65m处纵向移动-0.15~0.45m或横向移动±0.85m时输出信号幅度可基本保持不变,从而可以保证在光覆盖范围内正常进行通信。

关键词:白光LED;光通信;可见光通信;自适应接收

中图分类号:TN929.11  文献标志码:文章编号:1002-5561(2019)02-0018-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.02.004

0 引言
       由于绿色环保的原因,白光LED正在逐渐取代白炽灯和节能灯成为主要照明光源。与其它照明光源不同,白光LED还具有极高的调制带宽,是一种高性能的通信光源。因此,白光LED可以具有照明和通信的双重功能[1]。白光通信技术就是以白光LED为信号光源的无线光通信技术,该技术可将单个或多个白光LED灯珠变成一个网络节点,用于诸如会议或展会等具有大量无线电频率噪声的区域,并且非常适合由于敏感电子设备干扰而禁止无线电频率的场所(如医院等)[2]。可见光通信网络比标准无线连接更安全,还能消除WiFi路由器常见的相邻网络干扰,能很好地融入现有的通信网络,缓解射频技术的通信压力,在物联网、室内定位导航和水下通信等领域也有很重要的应用[3-5]。对于无线通信系统来说,保持一定的接收信号强度是实现高通信速率、低误码率的必要条件。作为照明光源的白光LED,由于要求光照的覆盖面积大,会导致光接收机在一个相对较大的光照覆盖范围内接收到的光信号功率差异较大。如果不采取必要的措施,就会出现在某些位置信号过强而饱和,在某些位置信号过弱而无法接收到信号。不管是信号过强还是过弱,最终都会导致系统速率降低、误码率过高,使得通信无法正常进行。因此,为了保证在光源所覆盖的大部分范围内可以正常通信,本文研究能够根据光信号强弱自动调整放大电路增益从而保持信号输出幅度稳定的自适应接收电路。

4 结束语
        白光LED兼具照明和通信的双重功能。本文从实用的角度出发,研究了白光LED既用于照明又用于通信情况下,如何使通信客户端接收机自动适应光照覆盖范围内不同位置信号强弱的变化。在未来的白光通信应用中,无论是移动还是固定客户端,只有解决了接收机对环境变化的自适应能力,并不断提高无线光通信系统性能,才能够使白光通信得以广泛应用。