一篇發表在《Electronics》的論文引起廣泛關注,研究人員利用實驗演示了以LED為發射器和接收器的全雙工LED-to-LED VLC可見光通信系統的調制方案,通過波長依賴性和誤碼率等性能比較,結果表明VLC相對于傳統的射頻無線通信優勢明顯。
可見光通信(VLC)又稱為nm波通信,是一種利用380~740nm的可見光光譜作為信息載體的通信技術。而由于LED具有高效能、長壽命和快速響應等特性,比其他可見光源更適合無線通信。
與傳統的射頻(RF)無線通信相比,VLC具有以下幾個方面的優勢:
◆VLC擁有約400THz的非授權帶寬,頻譜資源豐富。
◆VLC容易實現,只需加裝一個微控制器便可以利用現有的LED設備構建網絡。
◆VLC采用的是可見光作為載體,不會對其他電子設備造成電磁干擾。
◆VLC鏈路可以輕松設置10Gb/s以上的高速通信鏈路。
因此,有關VLC的研究已經廣泛開展,其中包括針對IEEE 802.15.7 VLC標準的制定。在本次實驗中,研究人員通過測量發射器和接收器LED顏色的上升時間和信噪比(SNR),總結了LED-to-LED VLC的性能對發射器和接收器LED波長的依賴性。
在以往的研究里面,開關鍵控(OOK)是光通信中最簡單、最傳統的調制方法,具有復雜度低、實現足夠帶寬等優點。IEEE 802.15.7 VLC標準中提出了脈沖位置調制(PPM)來支持調光,PPM是另一種調制方案,可以實現比OOK更高的功率效率。但是,PPM需要更復雜的系統和帶寬消耗。
而正交頻分復用(OFDM)是一種多載波調制方案,表現出較高的頻率效率,還可以通過高頻子載波發送數據,使系統對其他照明光源的低頻環境光具有很強的魯棒性。為了克服LED轉LED VLC中數據速率低、易受其他照明光源影響的缺點,研究人員通過最佳的LED顏色集設置,在全雙工LED-to-LED VLC實驗中應用了正交幅度調制(QAM)和直接電流偏置光正交頻分復用(DCO-OFDM)調制方案。
此外,研究人員還分析了全雙工LED-to-LED VLC系統中的失真和信號損耗。在全雙工LED-to-LED VLC系統中,采用32-QAM DCO-OFDM調制和反向偏置電路,實現了49 kbps的最大數據速率,誤碼率<2.5×10-4。他們相信,LED-to-LED VLC技術將為VLC技術的廣泛普及做出貢獻。
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