VLC系统偏置电流对LED调制带宽的影响分析

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室内VLC白光LED调制带宽拓展

第 &( 卷第 . 期 IB7G&( JBG.
红外与激光工程 KH9L5L:M 5HM N5C:L 3HO6H::L6HO
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摘要 CDEFGHIJKLMN: OPQRSTUVWXDYZ[L N3T \]^_`abcd Vefgh:ijk\l N3T V^_`afKmnopRSTqWXVefVrst ruvwxy z{|} # U k\~ N3T V7 QsvwT:rhHoD \Vw:k\~ N3T 7 # VW0 Q @! VW0:k\~ N3T + ¡ ¢6-HBH+L:XYLH+XB+0:LB BH+B99+Z:<6HO:J[\+]]^27£¤ !? V_6X`C V¥¦ § _ : ¨ © _ (G,,*)+?:¥¦ª«¤ @ 4:¬uEFGH®¯}¥¦ª«V°Nt 关键词 EF= £±\®¯= k\l N3T= yz 中图分类号 aJ.!.G*! 文献标志码 b &'( #)G@($$`K[Nb!)#$&(G).!)))&

老张吃的麻辣烫

传统的OFDM时域信号是双极性的复数信号，是无法直接调制LED光源[73-75]。因此，在IM/DD系统中，一般通过对频域子载波进行共轭对称操作，使得OFDM时域信号变换成实数信号。基于双极性和单极性来划分，OFDM主要分为两种:直流偏置光正交频分复用调制（DCO-OFDM）和非对称剪切光正交频分复用调制（ACO-OFDM）。在DCO-OFDM中，直流偏置的作用是将双极性的实数信号整体上拉，直到将负值部分变为正值，从而进行LED驱动。ACO-OFDM不需要任何直流偏置，经过IFFT后OFDM时域波形的前后部分呈现镜像旋转对称，时域的ACO-OFDM符号的负值部分被剪切处理后为0，从而实现由双极信号向单极信号的转换，只有正的部分用于数据发送。在接收端，我们可以通过剪切后的单极性信号完整的恢复出原始的发送信号。在这些OFDM调制中，DCO-OFDM具有最高的频谱效率，ACO-OFDM只有DCO-OFDM的一半频谱效率。但是，DCO-OFDM对于小星座点的QAM调制格式（如：4~256 QAM）在平均光功率上比ACO-OFDM低效，原因在于DCO-OFDM需要一个较高的直流偏置来使双极性信号变成单极性信号，相反地，对于大星座点的QAM调制（如1024~4096 QAM），DCO-OFDM却表现的更加功率高效[76]。
(2.5)
其中代表信道的最大多径时延扩展。对OFDM系统加入保护间隔后，会进一步导致系统功率和有效信息传输速率的丢失，其中，功率损耗可以由下式得到：
(2.6)
从公式我们可以推测出，当保护间隔达到20%时，其系统的功率损失<1dB，而通信传输速率的损失会接近~20%。但是，通过应用合适的保护间隔我们可以实现码间干扰和多径效应造成的ICI的消除，因此，在降低一定的系统速率的前提下，保护间隔的使用依然是有意义的。

大功率LED空间光强对VLC幅频特性的影响

应用中加了透镜限制光束在一定的角度范围内进行
传输，因此，在我们的计算中把 LED 随距离变化的关
系近似等效为点光源的光强距离平方反比定律。虽
然，LED 所加的透镜已经改变了光源的朗伯分布结
构，但是它不改变单颗 LED 光源光强随空间角度变化
的特征，因此，为了这里计算的方便，我们设光出射度
收稿日期：2011-02-28 。基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金 (JUSRP20914，JUDCF10031) 资助。作者简介：徐子轩(1987-) ，男，硕士生，主要研究无线光通信技术。
处于实验室阶段，对室内 VLC 系统的研究往往侧重于 LED 光源的电光调制特性、信号不同调制方式下系统的收发速率以及误码率等方面。室内 VLC 系统的大气信道中存在着严重的光强不均匀分布特性[3]，不同大气信道对信噪比和信道带宽等关键参数可能有显著的影响，从而制约系统整体的通信性能。因此，本文侧重研究一种基于大功率、高亮度 LED 阵列 VLC 系统的空间光强对接收电路幅频特性的影响。
E 和空间角 θ 满足如下关系：
E(θ)=Edcosm(θ)
(1)
式中 Ed 为空间角为 0 度时的值。设(i,j,k)是以 LED 球
心为圆心、半径为 d 的球面上某点的坐标，则 LED 发
射的光通量 ΦLED 为：
蓦 ΦLED= E(i,j,k)ds，k≥0
(2)
D
式中 E(i,j,k)为点(i,j,k)上光出射度。为简化模型，设定
其变化趋势同图 3 显示的测试结果基本吻合。

偏置电流调制电流

偏置电流调制电流什么是偏置电流和调制电流1. 偏置电流•偏置电流是电路中的一种直流电流，它的作用是在放大器等电子元件中为信号提供一个稳定的工作点。

•偏置电流的大小对于整个电路的工作状态和性能具有重要影响，过大或过小的偏置电流都会导致电子元件的工作点偏离理想状态。

2. 调制电流•调制电流是一种交流电流，它通常用来调制或改变电路中的信号特性。

•调制电流可以将基础信号与载波信号相结合，从而改变信号的频率、幅度或相位。

这种调制过程可以用来传输信息。

偏置电流和调制电流的关系•偏置电流是在放大器等电子元件中为信号提供一个稳定的工作点，它的大小对于电路的工作状态和性能起到关键作用。

•调制电流通过改变信号的特性，可以将信息传输到电路中。

而偏置电流的稳定性和准确性则决定了调制电流的质量和稳定性。

偏置电流和调制电流的应用1. 无线通信•在无线通信系统中，偏置电流和调制电流都扮演着重要的角色。

•偏置电流可以稳定放大器的工作状态，保证信号的传输质量。

•调制电流则用来调节信号的频率、幅度或相位，以实现无线信号的传输和接收。

2. 录音和音频设备•偏置电流在录音设备和音频放大器中也起到重要作用。

•它可以稳定电子元件的工作状态，减少噪声的干扰。

•调制电流则用来控制声音的音调、音量和音质，使音频设备可以更好地传输和放大信号。

如何调整偏置电流和调制电流1. 调整偏置电流•调整偏置电流的方法有很多种，常见的包括使用电阻、电源电压和负反馈等。

•使用电阻可以改变放大器的工作点，从而调整偏置电流的大小。

•使用电源电压可以改变整个电路的工作状态，进而调整偏置电流的大小。

2. 调整调制电流•调整调制电流的方法也有很多种，包括改变输入信号的幅度、频率和相位等。

•改变输入信号的幅度可以控制调制电流的大小。

•改变输入信号的频率和相位可以使调制电流的特性发生变化，从而传输不同的信息。

常见问题和解决方法1. 偏置电流过大或过小怎么办？•如果偏置电流过大，可以通过增加电阻来降低偏置电流的大小。

白光LED调制特性及调制带宽的研究

关键词：白光 LED；VLC；调制特性；调制带宽
1. 引言
近年来，LED 设备广泛使用于人们生活的各个方面。室内可见光无线通信技术是随着白光 LED 照明技术的发展而兴起的无线光通信技术[1]。由于白光 LED 拥有节能，寿命长，可靠性高等优点，而且响应时间极短，可以在兼顾照明的同时组成室内可见光无线通信系统。
当然目前所有发光二极管的figurepicurve对led进行模拟调制时的pi曲线频率电3db点光3db点070705电带宽光带宽ledmodulationbandwidthled调制带宽示意图带宽都远远低于这个值照明用的大功率白光二极管由于受其微观结构及光谱特性所限带宽更低
Hans Journal of Wireless Communications 无线通信, 2012, 2, 7-12 doi:10.4236/hjwc.2012.21002 Published Online February 2012 (/journal/hjwc)
White LED Modulation Bandwidth and Modulation Characteristics of the Study
Jie Cao, Zhongcheng Liang, Zhengbei Ma
Department of Opt-Electronic Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing Email: Caojielh123@
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白光 LED 调制特性及调制带宽的研究
I
B
VC
A O
C
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可见光通信技术中的软件均衡技术

软件均衡通过设计符合要求的ＦＩＲ滤波
检测（ＩＭ／ＤＤ）模式，限制系统传输速率提高响应有限长、避免模拟均衡器的时间抖动等优器，结合无线通信领域常用的均衡算法，能够
的主要因素是ＬＥＤ的调制带宽，目前研究者提出了包括蓝光滤光、预均衡技术、后均衡技
益能够使信道响应更加平坦。
最小均方误差均衡（ＭＭＳＥＥ）、最大似然序
列均衡（ＭＬＳＥ）、最小均方均衡（ＬＭＳＥ）、有限长单位脉冲响应滤波器，即ＦＩＲ滤
波器是数字信号系统中最基本的元件。由于递归最小二乘均衡（ＲＬＳＥ）。在自适应均衡中，
调制的光通信技术研究【Ｊ］．光电子激
造成影响。为了提高ＬＥＤ的调制带宽克服码者的研究热点。在短短十几年的发展过程中，
光，２０１５，２６（１２）：２３１４－２３１９．
间干扰的影响，最主要的方法是使用均衡技术。可见光通信系统的最高传输速率不断刷新，［３］白帅，王建宇等．空间光通信发展
２软件均衡技术硬件均衡技术在一定程度上提高了ＬＥＤ
目前已经达到几十Ｇｂｉｔ／ｓ的传输速率，未来将会有更高传输速率的系统走入人们视线。但是，ＶＬＣ技术依旧面临着ＬＥＤ调制带宽窄和
历程及趋势［Ｊ］．激光与光电子学进展，２０１５，５２（０７）：卜１４．【４】陈丹，柯熙政等．基于１６ＰＳＫ调制的副

可见光通信系统影响因素优化

可见光通信系统影响因素优化随着无线通信技术的迅猛发展，传统的无线通信频谱面临日益严重的拥塞和有限的资源问题。

为了提高通信的可靠性和效率，研究人员开始探索可见光通信（Visible Light Communication, VLC）作为一种新兴的无线通信技术。

可见光通信利用可见光波段来传输数据，具有广泛的应用前景，受到了广泛关注。

然而，可见光通信系统的性能受到多种因素的影响，包括光源、光纤、接收机、环境光干扰等。

为了优化可见光通信系统的影响因素，提高其传输效率和可靠性，我们需要解决以下几个关键问题。

首先，光源是可见光通信系统的核心组成部分。

不同类型的光源对系统性能具有不同的影响。

LED是目前最常用的光源，具有高能效、长寿命和快速调制的优势。

为了优化可见光通信系统的光源，我们可以采用多个LED灯组成的阵列来提高系统的灵活性和鲁棒性。

此外，对LED的调制技术也需要进行优化，以提高数据传输速率和抗干扰能力。

其次，光纤的传输性能直接影响着可见光通信系统的传输距离和带宽。

为了优化光纤的影响因素，需要选择合适的光纤材料和结构，以最大限度地降低光纤的传输损耗和串扰。

此外，还可以采用光纤放大器和非线性光学效应等技术来增强光纤的传输性能，提高系统的通信距离和带宽。

第三，接收机的性能也对可见光通信系统的影响因素有着重要的作用。

接收机主要负责光信号的接收和解调，需要具备高灵敏度和高速率的特点。

为了优化接收机的性能，可以采用高品质的光检测器和灵敏度调制技术，以提高接收机的灵敏度和抗干扰能力。

同时，还可以通过自适应光学接收技术来提高接收机的性能和适应不同环境条件下的通信需求。

最后，环境光干扰是可见光通信系统的一个重要问题。

环境光干扰会导致光信号的衰减和失真，降低了系统的传输质量和可靠性。

为了优化环境光干扰的影响因素，首先需要进行环境光干扰的建模和分析，进而设计相应的抗干扰算法和传输方案。

此外，还可以采用光学滤波器和光学调制技术来抑制环境光干扰，提高系统的传输性能和可靠性。

可见光通讯调制原理

可见光通讯调制原理Visible light communication (VLC) is an emerging technology that uses visible light as a medium for data transmission. 可见光通信（VLC）是一种新兴技术，它利用可见光作为数据传输的媒介。

VLC works by modulating the intensity of light to transmit data. 它通过调制光的强度来传输数据。

One of the key advantages of VLC is its potential for high-speed wireless communication. 可见光通信的一个关键优点是其潜力用于高速无线通信。

VLC has the potential to complement existing wireless technologies and provide high-speed data transmission in environments where radio frequency communication is not feasible. 可见光通信有潜力作为现有无线技术的补充，并在无线射频通信不可行的环境中提供高速数据传输。

In addition to its high speed, VLC is also secure, as the light used for communication does not penetrate through walls, offering a level of privacy that is not achievable with radio frequency communication.除了其高速度外，可见光通信也很安全，因为用于通信的光不会穿透墙壁，提供了一种无线射频通信无法实现的隐私保障。

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中图分类号：ＴＮ９２９．１２文献标志码：ＡＤｏＩ：ｌ０．３７８８／ＩＲＬＡ２０１７４６．１２２２００７
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｎｌｕｆｅｎｃｅｏｆＶＬＣｓｙｓｔｅｍｂｉａｓｃｕｒｒｅｎｔｏｎＬＥＤ
ｔｈａｔｈｅｔｂｉａｓｃｕｒｒｅｎｔｉｓｂａｓｉｃａｌｌｙｌｉｎｅｒｌａｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｂａｎｄｗｉｄｈｔｗｈｉｌｅＬＥＤＳ（ｒｅｄ，
第４６卷第１２期
Ｖｏ１．４６பைடு நூலகம் Ｎｏ．１２
红外与激光工程
ＩｎｆｒａｒｅｄａｎｄＬａｓｅｒＥｎ￣ｉｎｅｅｒｉｎ
２０１７年ｌ２月
Ｄｅｃ．２０１７
ＶＬＣ系统偏置电流对ＬＥＤ调制带宽的影响分析
ｅｘｃｅｅｄｓｔｈｅｒａｔｅｄｐｏｗｅｒ，ｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｂａｎｄｗｉｄｔｈｗｉｌｌｃｈｎｇａｅｓｌｏｗｌｙａｎｄｅｖｅｎｔｕａｌｌｙｓｔａｂｉｌｉｚｅｓ．Ｗｉｈｔ
ｒｅｓｐｅｃｔｔｏｐｈｏｓｐｈｏｒＬＥＤ．ｔｈｅｂｉａｓｃｕｒｒｅｎｔｈａｓｌｍｏａｓｔｎｏｅｆｆｅｃｔｏｎｉｔ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｍａｙｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｂｉａｓｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｉｎｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｂｉａｓｃｕｒｒｅｎｔｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｐｏｎｓｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｒｅｎｄｏｆＤＣｂｉａｓｏｎｍｏｄｕｌａｉｏｆｎｂｎｄａｗｉｄｔｈｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄａｎｄｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ
ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｂａｎｄｗｉｄｔｈ
ＳｏｎｇＸｉａｏｑｉｎｇ，ＷｅｉＹｏｕｃａｉ，ＺｈａｏＺｉｘｕ，ＷａｎｇＭｕｙｕ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｒｍｙＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｒｍｏｒｅｄＦｏｒｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｉａｓｃｕｒｒｅｎｔｅｘｅｔｓｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅＬＥＤｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌ
ｇｒｅｅｎｏｒｂｌｕｅ）ｗｏｒｋｉｎｇｐｏｗｅｒｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｒａｔｅｄｐｏｗｅｒ．Ｗｈｅｎｈｅｔｗｏｒｉｎｋｇｐｏｗｅｒｉｓｃｌｏｓｅｔｏｏｒ
宋小庆，魏有财，赵梓旭，王慕煜
（陆军装甲兵学院控制工程系，北京１０００７２）
摘要：偏置电流对ＬＥＤ内部温度、结电阻和载流子浓度产生的变化导致ＬＥＤ频率响应发生改变。
分析了偏置电流对ＬＥＤ频率响应的影响机理以及对调制带宽的影响规律，并通过测试平台进行了测试验证。结果表明：红、绿、蓝ＬＥＤ工作在额定功率以下时，偏置电流与调制带宽基本处于线性正比关系，在接近和超过额定功率时，调制带宽变化缓慢并最终趋于稳定。偏置电流对荧光粉ＬＥＤ的调制带宽几乎没有影响。此研究对可见光通信系统偏置电流的选取及均衡电路的设计提供参考。关键词：ＬＥＤ；可见光通信；调制带宽；额定功率；偏置电流
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｊｕｎｃｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｎｄａｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｉｔｏｎ，ｗｈｉｃｈｈａｓａｎｅｆｆｅｃｔｏｎ￣ｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｐｏｎｓｅ．