VLC可见光通信关键技术与详解PPT课件

-，1，可见光通信技术，现代通信理论和新技术，学号：名称：-，2，1的概要，2的特征，3的重要技术，4的结语，可见光通信技术及其应用，-，3，可见光通信技术，1，LED和白炽灯的性能比较，LED的高速响应特性，照明的同时进行高速通信的可能性可见、- 4、可见光通信技术、1、可见光通信技术(VisibleLightCommunication，VLC )是将可见光频带的光作为信息载体使用，不使用光纤等有线信道的传输介质而在空气中直接传输光信号的通信方式。 LED可见光通信基于可见光发光二极管(LED )比荧光灯或白炽灯的开关速度更快的特征，利用来自搭载了LED的室内外的大型显示器、照明设备、信号灯、汽车的前灯等的肉眼看不到的高速调制光波信号来调制信息并进行传输1、绿色照明快速通信=绿色信息光；- 6、可见光通信技术是指1、在不使用WIFI信号的情况下在0.2秒钟的时间内下载电影；- 7、VLC的特征、隐私权、特点；2、高速、宽带、实用、和例如，在无线限制(医院、飞机、矿山等)、传输时的介质或障碍物的深度衰减环境(地铁、隧道)、用户密集的区域、舰内等无线通信非常不方便的场所使用LED光源进行通信。室内通信或设置不透射可见光的障碍物，每秒十兆几十兆，可见光谱的宽度达到射频谱的1万倍。 基于LED的可见光通信具有宽光谱，无需光谱使用许可证，有LED时通信Lifi、-、8、关键技术、3、光源、室内可见光通信系统的可见光光源在满足用户照明要求的基础上实现通信功能。 白炽灯、荧光灯、LED等常用人工光源由于硬件构成上的不同，并非所有类型的光源都适合作为室内可见光通信系统的光源。 作为室内照明设备，必须具有亮度高、散热小、耗电低、辐射范围宽等特点。 同时，作为光通信系统的光源，需要寿命长、调制性能好、响应灵敏度高、发送功率大等优点。 综合以上两个方面，目前满足要求的最佳选择是白色LED。 现在商品化的大功率白色LED的电力已经达到5W，发光效率也达到50lm/W，其发光效率(流明效率)超过了白炽灯。 期待白色LED的光的效果超过100lm/W，在达到200lm/W的不久将来能够实现。9、关键技术3、光源、目前制造白色LED的方法主要有两种，一种是利用黄色荧光体将来自蓝色LED的蓝色光转换为2波长白色光的方法。 其中，荧光体产生白光的方法生产过程和封装技术较简单，成本较低，是目前主流的白光LED生产技术。 然而，荧光粉的作用引入了额外的时间延迟，直接影响LED光的上升和下降时间，最终导致LED的调制带宽降低。10、关键技术、3、光源、目前制造白色LED的方法主要有两种。 另一种方法是将红色光(波长约626nm )、绿色光(波长约525nm )和蓝色光(波长约470nm )以一定比例结合，合成白色光(或其他色光)。已知、11、关键技术、3、rec技术需要采用附加措施来减轻系统带宽对物理设备的限制以尽可能增加系统的数据传输速率，并且能够将有效的减轻措施归纳为两种。 一种是使用附加因素或使用均衡技术缓解。 第二种方法是使用更高效的调制技术，即，在接收侧使用蓝色滤波器来去除具有慢响应速度的黄色元件，在LED的驱动电路模块中使用预均衡技术，在接收侧使用后验均衡技术当前应用于可见光通信系统的调制方案包括开键控(on-key )控制、脉冲位置调制、差分脉冲位置调制、子载波脉冲位置调制、可变脉冲位置调制、色移键控和正交频分复用等，并且将简要介绍当前可见光通信系统中的调制。开键控制，脉冲位置调制，副载波脉冲位置调制，差分脉冲位置调制，正交频分复用，-，12，键技术，3，调制解调技术，开键控制，开键控制(On-OffKeying， OOK )是数字基带调制方式，根据控制方式的不同，能够细分为非归零开关键控制(Non-Reture-to-ZeroOOK，NRZ-OOK )和归零开关键控制(Reture-to-ZeroOOK，RZ-OOK )。 下图表示NRZ-OOK和RZ-OOK的调制波形，NRZ-OOK的光源在on时表示“1”，光源在off时表示“0”。 因为每当脉冲结束时RZ-OOK返回到零电平，所以与NRZ-OOK相比更需要RZ-OOK的带宽，并且考虑到LED开关速率的限制，NRZ-OOK对于其调制带宽受到限制的室内可见光通信系统是优选的。 如图所示，13、关键技术、3、调制解调技术、脉冲位置调制(PPM )方式通过将b个原始数据信息映射到2b时隙，接收侧判断在脉冲时隙中的位置来取得便携式信息。 2b-PPM占空比可以被表示为2 b，其中当b大时，由于低占空比，所以当b大时，PPM调制不适于使用可见光通信系统。 和OOK一样，数据的传输速度也受LED开关速度限制，在b大的情况下，系统的数据的传输效率非常低。 由于接收器需要时隙同步和符号同步，所以PPM接收器的结构比OOK接收器的结构复杂。 如图所示，脉冲位置调制、4-PPM波形、14、键控技术、3、调制/解调技术、子载波脉冲位置调制(su b-carrier pulsepointmodulation，SC-PPM )调制方式是在SC-PPM或日本的可见光通信标准中推荐的调制方式，PPM 另外，副载波脉冲位置调制、SC-4-PPM波形、-、15、键控技术、3、调制解调技术、差分脉冲位置调制(DPPM )方式如图所示，通过除去PPM调制波形中的多馀的时隙由于每一调制波形以脉冲结束，所以DPPM的收发器配置比PPM的收发器配置简单，并且不需要符号同步。 差动脉冲位置调制、4-DPPM波形、-、16、键技术、3、调制解调技术、可变脉冲位置调制(variablepulsepositionmodulation， VPPM )调制方式如图所示，是VPPM或IEEE802.15.7标准中所推荐的调制方式之一，组合脉宽调制(PWM )和2-PPM调制的特征，在通信时使用2-PPM，在明暗控制时使用PWM。可变脉冲位置调制、VPPM波形、-、17、 另外，关键技术是，3、调制解调技术、可变脉冲位置调制、VPPM调制技术考虑了闪烁缓和和明暗控制功能，但其数据传送速度也被限制为LED开关速度，明暗控制范围宽时，系统效率大幅降低，数据传送速度也降低，所以采用VPPM调制的室内可见光通信系统，-，18，关键技术，3，调制解调技术，正交频分复用，正交频分复用技术(orthogonalfrequerequerequirectionalfrequerequirectionstingechnology，OFDM )在高速通信的情况下该技术的优点在于，通过在对数据进行串并转换之后同时进行传输，能够在时域中增加符号持续时间并减少由于信道时域扩展导致的ISI。 插入循环前缀的方法可以进一步消除信道ISI，即在具有高频谱利用率的调制和解调过程中，快速傅立叶逆变换和快速傅立叶逆变换可以根据上行链路的不同数据量和通信质量要求进行自适应调制，以便随着DSP技术的发展而容易实现它面临的主要问题是如何有效地将信息加载到OFDM载波以及如何补偿LED的非线性。-、19、结语、4、可见光通信具有传输数据速率高、机密性强、无电磁干