研究目的
通过分析考虑视距(LOS)和非视距(NLOS)传输的可见光通信性能,以提高LED的总数据速率和总输出功率。
研究成果
研究发现,非视距路径中的反射会使误码率降低数个数量级(例如从10^-11降至10^-7),而视场角在35°至75°之间变化时,接收功率大约会改变6 dBm。合理选择LED位置和视场角对于优化可见光通信系统中的数据速率和照明至关重要,有助于高速通信应用的参数估计。
研究不足
该模拟未考虑环境光干扰或其他外部因素;其仅限于点对点链路及特定室内条件。反射采用固定衰减简化处理,实际角度与距离的变化可能未被充分捕捉。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用Optisystem仿真工具设计并模拟可见光通信(VLC)模型,通过单/多LED配置分析视距(LOS)与非视距(NLOS)多径场景,采用NRZ-OOK调制方式。
2:样本选择与数据来源:
基于3米×3米×3米的标准室内房间(四面墙结构)进行仿真,考虑直射光与反射光路径。
3:实验设备与材料清单:
包含RGB LED、PIN光电二极管、低通滤波器、示波器、误码率分析仪及各类光学元件;未注明具体型号与品牌。
4:实验流程与操作步骤:
信号经NRZ-OOK生成后通过LED传输,在自由空间传播(含反射),由光电二极管接收,经滤波处理后分析功率、误码率及眼图参数。
5:数据分析方法:
基于信道增益与延迟数学模型,通过误码率测量、眼图分析及功率电平计算进行数据处理。
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LED
RGB LED
Used as a transmitter to radiate light carrying optical information in the VLC system.
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Photodiode
PIN photodiode
Used at the receiver end to convert optical signals into electrical signals based on responsivity.
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Filter
Low pass filter
Used to remove optical frequency interference and filter the received signal.
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Oscilloscope
Used to visualize and compare input and output signals, displaying electrical signal and noise levels in time domain.
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BER Analyzer
Used to monitor bit error rate and generate eye diagrams for signal quality analysis.
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Optisystem
Optiwave
Simulation tool used to model and analyze the VLC system performance.
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