基於LED的可見光通信系統FPGA

LED可作爲照明;把信號調製到LED所發出的可見光光束上進行無線信號傳輸。
通信距離2m,what?
參考文章:

  • 9,室外的遠距離通信
  • 13
  • 18-20:l離線高速可見光通信
  • 21-23:FPGA用於系統收發端的信號處理

與WIFI技術相結合,數據下行利用高速的可見光技術,數據上行或者光信號較弱,切換到WIFI連接
光電探測器系統:

  1. 信號發送端: 信號生成部分(設備: 任意信號發生器、誤碼儀、FPGA、單片機、DSP開發板等),信號調製部分,可見光光源信號發生器和信號調製部分整合在同一個電子設備上增加直流偏置
  2. 信道
  3. 信號接收端: PIN(光電探測轉換器),後接信號分析解調部分: Matlab,或誤碼儀、FPGA、單片機、安卓開發板等、

在這裏插入圖片描述
離線可見光通信系統:信號的調製和解調可以異步進行普通電腦利用相關軟件生成需要傳送的信號數據,將信號拷貝到信號生成器找那個,有信號生成器或驅動電路直接驅動LED發出光信號,光信號經過光學信道傳輸給PIN,PIN將接收到的光信號轉換成電信號存儲在示波器中,在將示波器中存儲的信號拷貝到普通電腦中,有相關軟件中進行信號處理工作、

在線可見光通信:在信號發送端信號發送的同時信號接收端對信號進行還原處理。信號發送端可以使用FPGA、誤碼儀信號生成器或者其他集成電路如DSP開發板等作爲信號生成器,個別系統也會使用超級計算機作爲信號生成器

可見光光源:功率(光強)和頻率響應作出權衡與優化大功率光源一般來說頻率響應較差,光強較強;小功率光源恰好相反。
驅動電路的設計也成爲高速可見光通信的重點和難點。在線可見光通信系統實現上的另一個難點就是信號調製解調時的同步問題

本論文兩類:

  1. 信源和信宿都採用誤碼儀的可見光通信實驗系統(簡稱基於誤碼儀的可見光通信系統)
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  2. 利用FPGA實現基帶業務處理的可見光通信實驗系統(簡稱基於FPGA的可見光通信系統)2. 利用FPGA實現基帶業務處理的可見光通信實驗系統(簡稱基於FPGA的可見光通信系統)

信號由誤碼儀信號生成器生成,信號生成後經過一些LED驅動設備,例如預加重電路,功率放大器等電路處理後傳輸給LED,LED發送的光信號經過光學信道之後由PIN接收,並通過一些電壓幅值調整的電信號預處理設備,然後交由誤碼分析儀進行處理並實時給出誤碼率,整個通信過程同步進行,特別值得注意的就是誤碼儀信號生成器和誤碼分析儀之間的一根物理連接,這個物理連接就是用來同步時鐘的。
參考指標:通信速率、通信距離和誤碼率接收端的PIN對藍光響應性能好!!

調製解調:OOK調製,PAM,CAP,OFDM 採用OOK調製

同步時鐘編碼:跳過了同步時鐘問題臥槽!!!

白光LED的發光原理:多晶型白光LED,可以有的

背靠背通信系統:一個數據幀
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奈奎斯特採樣定理:當採樣頻率高於信號頻率的2倍及以上時,信號中的信息得以完整保存。

分相過採樣:採樣時鐘相位相差72度。剛好5個採樣時鐘可以採樣一個發送端的信號週期信號緩存池隊列:將5個時鐘採樣dealing的數據位分別存儲在5個FIFO中,在整合時利用時鐘從5個FIFO中取數據爲後進行判決。比如有三個爲1,兩個爲0則判決爲1。在作者這裏,判決門限與過採樣倍數相同。
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可見光系統圖:
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PIN: 可以選擇對不同光敏感的PIN,實驗採用的是雪崩二極管

值得注意的論文:

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陣列爲人眼識別,通過識別的01數據序列來定義圖案吧???
目標:實現20~30m遠距離通信

誤碼率: BER bit error rate

文章3:劉景龍等人通過採用強度調製、直接檢測的OOK( on-off-keying) 調製方
案, 對不同天氣條件下的系統性能、工作區內通信質量進行了仿真
文章1: 2011 疊加編碼 30~70m範圍接收

文章6: PPM
文章:PPM+同步幀頭

基於FPGA的LED交通燈可見光通信系統

實現4m的通信距離,使用更高級的PPM冒充位置調製

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可見光接收檢測模塊:P D A 1 0 A - EC

近紅外光譜:
光電模塊:光電二極管和放大器 – --200-1100nm的紫外和近紅外光譜波段接受特性很好。

可見光被不容易光電二極管檢測到,所以在聚光檢測器的前端或光收集器上安置非球面聚光透鏡

將信號驅動以及檢測放大, 達到採集的標準後採用美國AD 公司的AD965 0 寬帶模/ 數轉換器對其進行處理。

AD9650 數模/模數轉換器

自適應算法濾波[8]最優濾波

交通信號燈: AY-200-TYN-2YD 的 200 mm紅綠圓燈。

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PPM調製技術
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