可见光通信中LED非线性补偿和带宽拓展技术
发布时间：2021-09-12 17:00
可见光通信（VLC）是一项有前景的技术,作为现有无线通信网络的有益补充,可提供高速率、低延迟及多设备接入等通信服务。借助传统无线通信的高性能编码调制技术,已经设计并实现了各种适配于VLC系统的物理层通信技术。不同于传统射频通信,VLC采用LED作为信号的发射源,LED的调制容易产生非线性失真且调制带宽有限,已成为VLC高速通信的技术瓶颈。针对这两方面的挑战,本文以白光LED为出发点,阐述了白光LED能有效兼顾照明和通信的特性,总结和分类了非线性失真补偿和拓展调制带宽的多种技术,最后本文提出了LED封装材料及工艺、新型Micro-LED器件研究、光源布局设计、码间干扰消除技术等开放性研究问题,以期提高可见光通信系统的性能。
【文章来源】：光电工程. 2020,47(03)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
LED非线性传输特性
接收模块：光信号经过自由空间传输信道，到达可见光通信系统的接收端，接收端一般采用光电二极管将接收到的光信号转换成电信号，然后经过信号解调以及数据译码获得原始比特信息。常用的光电二极管有PIN光电二极管、雪崩光电二极管(APD)、图像传感器(CMOS、CCD)、光电倍增管。其中，CMOS、CCD等图像光感器可以接收多个基色的光信号，但是其反应速度较低，难以实现高速传输应用；PIN光电二极管接收响应灵敏度高，光学灵敏度高，价格相对低廉，比较适合作为可见光通信的接收器件；雪崩光电二极管(APD)的响应速度，光学灵敏度比PIN光电二极管高，但是价格昂贵，驱动电路复杂度高，很难实现可见光通信的实用化[14]。VLC系统不仅要实现通信，并要保证照明需求，确保其满足对人眼的安全约束。因此对VLC系统的发射前端LED的选型、设计和优化更为迫切。
预失真电路模型：预失真电路位于信号源和LED驱动之间，主要作用是为LED提供驱动电流，预失真电路可分为微分相位(differential phase,DP)电路和微分增益(differential gain,DG)电路。预失真电路补偿技术框图如图5。图4 预失真结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]Efficient InGaN-based yellow-light-emitting diodes[J]. FENGYI JIANG,JIANLI ZHANG,LONGQUAN XU,JIE DING,GUANGXU WANG,XIAOMING WU,XIAOLAN WANG,CHUNLAN MO,ZHIJUE QUAN,XING GUO,CHANGDA ZHENG,SHUAN PAN,JUNLIN LIU. Photonics Research. 2019(02)
[2]可见光通信中LED的非线性后失真补偿技术研究[J]. 徐旭东. 微型机与应用. 2017(22)
[3]可见光通信中抗非线性方法的比较研究[J]. 王灿,周盈君,迟楠. 中国照明电器. 2017(07)
[4]五基色LED照明光源技术进展[J]. 刘军林,莫春兰,张建立,王光绪,徐龙权,丁杰,李树强,王小兰,吴小明,潘拴,方芳,全知觉,郑畅达,郭醒,陈芳,江风益. 照明工程学报. 2017(01)
[5]基于硬件预均衡电路的高速可见光通信系统[J]. 迟楠,周盈君,赵嘉琦,黄星星. 科技导报. 2016(16)
[6]LED记忆非线性自适应预失真技术研究[J]. 姚赛杰,徐浩煜,汪亮友,周婷,钱骅. 中国激光. 2014(11)
[7]200 Mb/s visible optical wireless transmission based on NRZ–OOK modulation of phosphorescent white LED and a pre-emphasis circuit[J]. 李洪磊,陈雄斌,郭俊清,唐丹颖,黄北举,陈弘达. Chinese Optics Letters. 2014(10)
[8]VLC系统的光源布局设计与仿真研究[J]. 丁德强,柯熙政,李建勋. 光电工程. 2007(01)
本文编号：3394603
【文章来源】：光电工程. 2020,47(03)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
LED非线性传输特性
接收模块：光信号经过自由空间传输信道，到达可见光通信系统的接收端，接收端一般采用光电二极管将接收到的光信号转换成电信号，然后经过信号解调以及数据译码获得原始比特信息。常用的光电二极管有PIN光电二极管、雪崩光电二极管(APD)、图像传感器(CMOS、CCD)、光电倍增管。其中，CMOS、CCD等图像光感器可以接收多个基色的光信号，但是其反应速度较低，难以实现高速传输应用；PIN光电二极管接收响应灵敏度高，光学灵敏度高，价格相对低廉，比较适合作为可见光通信的接收器件；雪崩光电二极管(APD)的响应速度，光学灵敏度比PIN光电二极管高，但是价格昂贵，驱动电路复杂度高，很难实现可见光通信的实用化[14]。VLC系统不仅要实现通信，并要保证照明需求，确保其满足对人眼的安全约束。因此对VLC系统的发射前端LED的选型、设计和优化更为迫切。
预失真电路模型：预失真电路位于信号源和LED驱动之间，主要作用是为LED提供驱动电流，预失真电路可分为微分相位(differential phase,DP)电路和微分增益(differential gain,DG)电路。预失真电路补偿技术框图如图5。图4 预失真结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]Efficient InGaN-based yellow-light-emitting diodes[J]. FENGYI JIANG,JIANLI ZHANG,LONGQUAN XU,JIE DING,GUANGXU WANG,XIAOMING WU,XIAOLAN WANG,CHUNLAN MO,ZHIJUE QUAN,XING GUO,CHANGDA ZHENG,SHUAN PAN,JUNLIN LIU. Photonics Research. 2019(02)
[2]可见光通信中LED的非线性后失真补偿技术研究[J]. 徐旭东. 微型机与应用. 2017(22)
[3]可见光通信中抗非线性方法的比较研究[J]. 王灿,周盈君,迟楠. 中国照明电器. 2017(07)
[4]五基色LED照明光源技术进展[J]. 刘军林,莫春兰,张建立,王光绪,徐龙权,丁杰,李树强,王小兰,吴小明,潘拴,方芳,全知觉,郑畅达,郭醒,陈芳,江风益. 照明工程学报. 2017(01)
[5]基于硬件预均衡电路的高速可见光通信系统[J]. 迟楠,周盈君,赵嘉琦,黄星星. 科技导报. 2016(16)
[6]LED记忆非线性自适应预失真技术研究[J]. 姚赛杰,徐浩煜,汪亮友,周婷,钱骅. 中国激光. 2014(11)
[7]200 Mb/s visible optical wireless transmission based on NRZ–OOK modulation of phosphorescent white LED and a pre-emphasis circuit[J]. 李洪磊,陈雄斌,郭俊清,唐丹颖,黄北举,陈弘达. Chinese Optics Letters. 2014(10)
[8]VLC系统的光源布局设计与仿真研究[J]. 丁德强,柯熙政,李建勋. 光电工程. 2007(01)
本文编号：3394603
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