可见光通信调制方式及其性能研究刘洋.pdf

激光与光电子学进展 51, 090601(2014) Laser Optoelectronics Progress ©2014《中国激光》杂志社 可见光通信调制方式及其性能研究 刘 洋 章国安 南通大学电子信息学院，江苏南通 226019 摘要 为了实现白光LED室内照明以及通信的双重功能，根据可见光通信的特点，在分析开关键控调制(OOK)、脉冲 位置调制(PPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)以及双头脉冲间隔调制(DH-PIM)结构的基础上，提出一种新型反向双 头脉冲间隔调制(RDH-PIM)方式。分析比较了各种调制方式的编码结构、带宽需求以及平均发射功率，推导了系统 误时隙率表达式。仿真结果表明，OOK具有最小的带宽需求，RDH-PIM可以获得最大的平均发射功率，且带宽利用 率明显优于PPM和DPIM。作为一种折中的调制方式，RDH-PIM在无线光通信中有一定的应用价值。 关键词 光通信；可见光通信；调制方式；反向双头脉冲间隔调制；误时隙率 中图分类号 TN929.12 文献标识码 A doi:10.3788/LOP51.090601 StudyonModulationSchemeofVisibleLightCommunications andItsPerformance LiuYang ZhangGuoan SchoolofElectronicsandInformation,NantongUniversity,Nantong,Jiangsu 226019,China Abstract InordertousewhiteLEDasalightingsourceandcommunicationpart，anovelmodulationscheme called reverse dual header pulse interval modulation (RDH- PIM) is proposed for indoor visible light communicationsbasedontheanalysisofon-offkeying(OOK)，pulsepositionmodulation(PPM)，digitalpulse position modulation(DPIM)，and dual header pulse interval modulation (DH-PIM). The symbol structure, bandwidth requirement and average transmit power are analyzed and compared, and the slot error rate is derived.ThesimulationresultsshowthatOOKhastheminimumbandwidth,whileRDH-PIMhasthehighest averagetransmitpoweranditsbandwidthefficiencyisnotablybetterthanPPMandDPIM.Hence,RDH-PIMis superiorintheopticalwirelesscommunicationsystem. Keywords opticalcommunications;visiblelightcommunications;modulationscheme;reversedualheaderpulse intervalmodulation;sloterrorrate OCIScodes 060.1660;060.2605;060.4080;060.4510 1 引 言 白光LED光源与普通照明设备相比，具有功耗低、寿命长、体型小、发光效率高、调制性能好、价格低廉 等优点，使LED在用于照明的同时也有可能应用于通信领域。高亮度、低功耗的白光LED产业的兴起，使照 明领域面临着一场新的变革，半导体照明取代传统照明势在必行。基于室内