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利用LED技术进行高速可见光通信。

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简介：
随着时间的推移，到2018年普通发光二极管（LED）的应用已经相当广泛，其普及率已显著提升至80%。 依托于LED的可视光通信(VLC)技术，为高速VLC系统提供了一种全新的解决方案，备受关注。国内外学术界的研究者们积极探索和开发先进的调制技术、编码与均衡/均衡化技术、复用技术以及新型材料和芯片等关键领域，旨在进一步扩大调制带宽、显著提升传输速率并有效增加传输距离。同时，对载波幅相调制、自适应比特功率加载的正交频分复用调制、硬件/软件预均衡以及后均衡等技术的原理和性能进行深入分析与讨论，并对国际上关于新型光学材料的原理和性能等研究热点进行了全面梳理和总结，从而为未来的可见光通信(VLC)研究提供了宝贵的借鉴和参考价值。

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  • 基于LED的快速可见光通信
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    本研究探讨了利用LED实现高速可见光通信技术，旨在开发高效的数据传输方案，适用于室内短距离通信场景。 到2018年，普通发光二极管（LED）的普及率预计将达到80%。基于LED技术的可见光通信(VLC)有望为高速VLC的发展提供新的解决方案。国内外的研究者们已经针对先进调制、编码/均衡、复用技术和材料/芯片等方面进行了深入研究，以扩展调制带宽、提高传输速率和增加传输距离。 他们对载波幅相调制技术、自适应比特功率加载的正交频分复用（OFDM）调制方法以及硬件与软件预均衡及后均衡等技术进行了分析，并探讨了新型光学材料的应用。这些研究热点不仅推动了VLC领域的最新进展，也为未来的研究提供了有价值的参考和指导。
     
  • 基于LED的快速可见光通信.pdf
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    本研究探讨了利用LED进行高速可见光通信的技术与方法，旨在提高数据传输速率和系统效率，为室内无线通信提供一种新的解决方案。 基于LED的高速可见光通信是一种新兴技术，其核心在于使用发光二极管（LED）作为光源，在提供照明的同时实现数据传输功能。随着现代通信技术的发展，无线频谱资源变得越来越紧张，许多频率已经被占用，而可见光则成为研究的新热点领域。 预计到2018年时，LED的普及率将达到80%，这为基于LED的VLC（Visible Light Communication）提供了广阔的应用前景。通过扩展调制带宽、提高传输速率和延长传输距离等手段，VLC技术有望解决高速通信的需求问题，并成为未来的重要解决方案。 国内外关于此领域的研究主要集中在以下几个方面： 1. **先进调制技术**：研究人员正在探索多种调制方式，例如载波幅相调制。该方法通过同时改变光信号的幅度和相位来携带更多数据信息。 2. **编码均衡技术**：采用自适应比特功率加载的正交频分复用（OFDM）等高效编码方案，并利用预均衡及后均衡技术改善信道衰减与非线性失真，提升系统性能。 3. **多路复用技术**：通过时间或频率分割等方式在同一光束中传输多个数据流，进一步增强VLC的通信能力。 4. **材料芯片研发**: 开发新型光学材料和改进LED设计以提高转换效率、扩大工作范围并减少噪声干扰，满足高速通讯的要求。 5. **优化光接收机**：提升光电探测器灵敏度及信号处理算法性能来改善检测能力和降低错误率。 6. **系统集成与应用研究**：将VLC技术整合到现有的无线网络中（如Wi-Fi和移动通信），实现无缝连接，是未来的重要发展方向之一。 尽管基于LED的高速可见光通信已经取得了显著进步，但仍需克服诸如传输距离限制、抗干扰能力和复杂度等挑战。通过进一步深入这些关键技术的研究，并结合新的理论与方法，预计可以开发出更加高效稳定且广泛应用范围内的VLC系统，在智能家居、智能交通及数据中心互联等领域发挥重要作用。
     
  • 适合可见光通信的LED器件
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    本研究聚焦于开发适用于可见光通信技术的高效LED器件，旨在提升数据传输速率与通信稳定性。通过优化材料选择及结构设计，实现高亮度、低能耗和快速响应时间，为下一代室内高速无线网络提供可靠硬件支持。 LED器件的调制带宽是决定可见光通信系统信道容量及传输速率的关键因素，受到实际调制深度、伏安特性等多种因素的影响。研究LED器件在高速状态下的发光特性和提升其调制性能对改进新型可见光通信系统的效能至关重要。 调制带宽指的是当LED加载模拟信号（如正弦波）时，在直流工作状态下能承载的最大频段宽度，通常定义为输出交流光功率降至某一低参考频率值一半时的对应频率。测试方法一般是测量不同载有信号频率下的光强度变化曲线以确定其范围。 影响调制性能的因素主要包括RC时间和载流子自发辐射寿命两个方面：LED多量子阱结构中的电荷限制效应导致了上升时间（即RC时间），这主要受结电容的影响，对高频信号有一定延迟作用；而器件内载流子的复合与光子逃逸的时间则直接影响到调制带宽。 降低RC时间可以通过优化设计来实现。通过实验测量和理论计算可以获取相关参数值，并据此调整等效电路特性以提升性能。 另外，使用GZO薄膜材料能够有效减少结电容：将p型GaN层刻出台面并在其上制作环形电极可减小实际电容；同时利用横向电阻较大的特点限制电流沿垂直方向流动，从而进一步降低有效电容值。这些措施均有助于提高LED调制带宽。 此外，采取串联方式也是提升调制速率的有效手段：将多个相同LED器件进行串联连接后虽然总的RC时间不变但可以显著增加总阻抗并减少总体电容量，进而改善整体的响应速度和性能表现。 综上所述，改进LED器件的设计以优化其调制带宽是提高可见光通信系统效能的重要途径。
     
  • ACO_OFDM_perfectbt3_ofdm_ACO-OFDM可见光通信_可见光通信.zip
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    本资源包含基于ACO-OFDM和perfect bt3 ofdm技术的可见光通信系统仿真代码及文档，适用于研究与学习。 ACO_OFDM_perfectbt3_ofdm_ACO-OFDM_ofdm可见光通信_可见光通信.zip
     
  • 可见光通信技术课程演示文稿.pptx
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    本演示文稿聚焦于可见光通信技术的基础原理、系统架构及应用前景，通过案例分析与实验数据展示该领域最新研究成果和发展趋势。 可见光通信技术（VLC）是一种利用可见光谱进行数据传输的技术。它的起源可以追溯到19世纪70年代，由Alexander Graham Bell提出，但真正的发展始于激光器的发明，并在半导体LED照明技术快速发展下得到推动。由于高效、节能和长寿命的特点，LED成为VLC的理想光源。 近年来通过高速控制LED开关将信号调制至光束上，使照明设备同时具备通信功能，形成了所谓的“照明与通信两用基站灯”。国际上对VLC的研究和实践也十分广泛。例如，在2009年欧洲牛津大学利用均衡技术实现了100Mbits的通信速率；德国Heinrich Hertz实验室在随后几年中通过多输入多输出（MIMO）及正交频分复用（OFDM）技术，以及波长分割复用（WDM），实现803Mbits的传输速度。日本的研究人员自2000年开始研究可见光通信，并开发出商业化产品如超市定位和导航系统。 在中国，北京大学于2006年提出了基于广角镜头的宽视角接收方案；而复旦大学在2013年实现了离线3.7Gbps单向传输及实时150Mbps上网速率。这些成就展示了中国在此领域的技术实力。 VLC主要分为室外通信和室内通信两大类，前者应用于智能交通系统（ITS），后者用于无线宽带接入。该技术具有低功耗、长寿命、体积小、环保等优点，并且LED光源响应速度快，适合高速数据传输；同时不产生电磁辐射且无需无线电频谱认证。 VLC系统的构成包括下行链路和上行链路两部分：前者由信号源输入处理电路、LED驱动调制电路及白光LED光源组成，负责将信息调制到光载波并发送出去。接收端则需处理接收到的光信号转化为电信号。由于大角度发散可能导致码间干扰（ISI），因此在系统设计时需要考虑减少这种影响。 可见光通信技术结合了现代照明与无线通信的优点，在物联网、智能家居及智能建筑等领域具有广阔的应用前景，未来还将进一步提升数据传输速率和网络覆盖质量，并增强用户隐私保护。
     
  • 关于RGB LED可见光通信的实验探究
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    本研究旨在通过实验探索RGB LED在可见光通信技术中的应用潜力与性能特点，以期为未来室内短距离无线通信提供新思路。 为了实现可见光通信技术的照明与通信双重功能，本研究结合了脉冲位置调制（PPM）、色移键控调制方式（CSK）以及现场可编程门阵列（FPGA）硬件算法，提出了一种基于RGB LED应用的优化型脉冲位置调制方法（RGB CPPM）。设计并实现了发送端恒流驱动电路、光学天线模块和LED热管理方案，并对接收端的各种信号处理电路进行了开发。通过搭建实验系统进行测试，验证了电路的有效性，并分析了波形、误码率及照度等数据，最终证明该系统的可行性和实用性。
     
  • 可见光通信中的代码仿真图_可见光通信_
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    本研究聚焦于可见光通信技术中的编码与解码算法，并通过计算机仿真展示了不同编码方案在可见光通信系统中的性能表现。 基于MATLAB的可见光通信室内模型功率分布图展示了在特定环境下的光线传输特性及其能量分配情况。通过这种可视化的方式，研究者能够更好地理解可见光通信系统中的信号传播规律，并为优化系统性能提供数据支持。
     
  • STM32利用FSMC进行FPGA寄存器的高速读写通信
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    本项目详细介绍如何使用STM32微控制器通过FSMC总线实现与FPGA之间的快速数据交换，重点探讨了FPGA配置寄存器的高效读写方法。 STM32F103V系列带FSMC的必须是VCT6及以上的型号。对应的IO口如下： 数据总线（16根） - DB0：PD14 - DB1：PD15 - DB2：PD0 - DB3：PD1 - DB4：PE7 - DB5：PE8 - DB6：PE9 - DB7：PE10 - DB8：PE11 - DB9：PE12 - DB10：PE13 - DB11：PE14 - DB12：PE15 - DB13：PD8 - DB14：PD9 - DB15：PD10 地址总线（8根） - AB16: PD11 - AB17: PD12 - AB18: PD13 - AB19: PE3 （本程序中未用到） - AB20: PE4 （本程序中未用到） - AB21: PE5 （本程序中未用到） - AB22: PE6 （本程序中未用到） - AB23: PE2 （本程序中未用到） 控制线（3根） - WR：PD5 - RD：PD4 - CS0：PD7
     
  • 利用摄像头进行激光测距技术
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    本项目采用摄像头结合激光技术实现精准测距，通过捕捉激光点在目标表面反射回摄像头的图像信息计算距离。此方法具有成本低、精度高、操作简便等优点，在机器人导航、无人机避障等领域有广泛应用前景。 本段落是由网友Rockets翻译的一篇由国外机器人爱好者撰写的关于激光测距仪的文章，内容涵盖了其工作原理等方面。