白光 LED 语音通信系统的设计与实现

总第３１３期

２０１５年第１１期

计算机与数字工程

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ＆ＤｉｇｉｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．１１

２０６７白光ＬＥＤ语音通信系统的设计与实现*

敖珺车龙马春波

（桂林电子科技大学信息与通信学院桂林５４１００４）

摘要可见光通信ＶＬＣ（ＶｉｓｉｂｌｅＬｉｇｈｔＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）是一种高效且绿色环保的可靠通信技术，结合了无线通信和ＬＥＤ照明技术，具有良好的保密通信性能。为了更好地实现白光ＬＥＤ通信，设计出基于ＦＰＧＡ平台的白光ＬＥＤ语音通信系统。该系统包含了ＬＥＤ外围驱动电路、光学系统、光接收机以及数字信号处理系统等。选用ＲＳ码与脉冲位置调制ＰＰＭ相结合的方式，实验表明：该系统具有很好的实时语音传输效果，无噪音，效果好。单个ＬＥＤ通信距离达到２．５ｍ，该方案具有很好的实用性和研究价值。

关键词ＬＥＤ通信；语音传输；ＲＳ码；ＰＰＭ调制；ＦＰＧＡ

中图分类号ＴＮ４３ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２-９７２２．２０１５．１１．０３９

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＷｈｉｔｅＬＥＤＶｏｉｃｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ

ＡＯＪｕｎＣＨＥＬｏｎｇＭＡＣｈｕｎｂｏ

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ＫｅｙＷｏｒｄｓＬＥＤｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｖｏｉｃｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＲＳｃｏｄｅ，ＰＰＭｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＦＰＧＡ

ＣｌａｓｓＮｕｍｂｅｒＴＮ４３

１引言

随着固态照明的日益普及，可见光通信（ＶＬＣ）技术得到了迅猛的发展［１］，成为一种新兴无线通信技术。以白光ＬＥＤ作为信号源发射载体，具有响应灵敏度高、调制性能好等优点；将信息调制到ＬＥＤ可见光上进行传输，使可见光通信与ＬＥＤ照明相结合，构造出照明和通信两用的技术，为光通

信提供一种全新的高速数据接入方式。与传统的

射频通信以及其它无线通信系统相比较，ＶＬＣ技

术具有光资源丰富、发射功率高、不占用无线电频

谱、无电磁干扰、无电磁辐射和对人类非常安全等优点［２］，随着各个国家对可见光通信技术的重视，采用白光ＬＥＤ作为通信基站进行室内信号传输已成为目前国内外无线光通信领域的研究热点之一。

目前国内外研究主要是自２０００年日本ＫＥＩＯ大学的Ｍ．Ｎａｋａｇａｗａ所领导的课题组提出来后，２００３年成立可见光通信协会（ＶＬＣＣ），ＩＥＥＥ于２００８年成立了专门的可见光通信小组ＩＥＥＥ８０２．１５．７［３］，２００８年ＨｏａＬｅＭｉｎｈ等在实验室条件下利用ＬＥＤ组创造出２５ＭＨｚ的整体带宽电路，２０１０德国开发出每秒５００兆位带宽的可见光无线局域网设备，２０１２年，意大利科学家采用１０２４ＱＡＭ和

ＤＭＴ技术实现了１Ｇｂ／ｓ的ＶＬＣ传输；而国内在

*收稿日期：２０１５年５月１０日，修回日期：２０１５年６月２１日

基金项目：国家自然基金（编号：６１１６７００６）；广西自然科学然基金（编号：２０１２ＧＸＮＳＦＢＡ０５３１７３）资助。

作者简介：敖珺，女，博士，教授，研究方向：信号处理。车龙，男，硕士研究生，研究方向：信号处理。马春波，男，博士后，教授，研究方向：信息安全。