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白光LED通讯体系的噪声与搅扰剖析

本站为您提供的白光LED通信系统的噪声与干扰分析,阐述了背景可见光在噪声受限与干扰受限的白光LED通信系统中的影响。利用带通滤波器和光学设计以及噪声匹配等方法提高了作为噪声受限系统的接收机性能

论述了布景可见光在噪声受限与搅扰受限的白光LED通讯体系中的影响。运用带通滤波器和光学规划以及噪声匹配等办法提高了作为噪声受限体系的接纳机功能;采纳带阻滤波器、副载波调制、增设滤波电容等办法,很好地按捺了搅扰源对搅扰受限体系的影响;提出了依据噪声与搅扰双受限的白光LED通讯接纳机规划方案,依据该方案规划的白光LED通讯体系已投入运用。

  白光LED 通讯技能是指运用LED 器材高速点灭的发光呼应特性,将LED 宣布的用肉眼发觉不到的高速速率调制的光载波信号来对信息进行调制和传输,然后运用光电二极管等光电转化器材接纳光载波信号,并取得信息使可见光通讯与LED 照明相结合构建出LED 照明和通讯两用基站灯。

  如图1 所示,白光LED 通讯体系的发射端是依据传递材料将电信号变调,再运用LED 转化成光信号发送出去,接纳端运用光电探测器接纳光信号,再将光信号转化成电信号,通过解调当成信号材料读取。

图1 白光LED 通讯体系结构原理图

图1 白光LED 通讯体系结构原理图

  接纳端首要包含能对信号光源完成最佳接纳的光学体系、将光信号还原成电信号的光电探测器和前置扩大电路、将电信号转化成可被终端辨认的信号处理和输出电路。 光接纳机的首要任务是以最小的附加噪声及失真,恢复出经由无线光信道传输后光载波所带着的信息,因而光接纳机的输出特性归纳反映了整个可见光通讯体系的功能。

  2 白光LED 通讯体系噪声与搅扰剖析

  2.1 白光LED 通讯噪声受限体系

  白光LED 通讯体系选用的是光强度调制和直接检测(IM-DD)技能。白光LED 通讯体系的数字光接纳机结构原理如图2 所示。

图2 数字光接纳机结构原理图

图2 数字光接纳机结构原理图

  此处,假定图2 所示的白光LED 通讯体系接纳机选用PIN 光电探测器, 在白光LED 通讯体系中,崎岖噪声决议光信道中的传输质量,抱负的信号应该包含一个时变的崎岖噪声进程, 大约每比特至少104~105个光子。虽然在接纳机中运用窄带滤波器,当强光照耀探测器的时分在体系中仍会呈现107~108 光子/比特的崎岖噪声。因而,强布景光构成了白光LED 通讯体系的首要噪声源。

   另一部分噪声来源于接纳机体系内部,首要有:

  ①散粒噪声。首要为布景光在PIN 管处发生的噪声电流引进的, 又因为光器材LED 受偏压的效果,即便在传空号的情况下也会有少数光功率,即直流光功率。故其噪声均方值为:,其间Idc为布景光与直流光在PIN 管发生的光子电流; 可见,布景光电流引起的噪声电流与体系带宽Δf 成正比,在不影响信号接纳的前提下, 较小的Δf 对按捺布景噪声、减小探测器、扩大器的噪声都是有利的。

  现在,白光LED 调制速率要到达100MHz 有相当大的难度, 这种情况下,PIN 也发生一些低频闪耀噪声,对接纳机灵敏度的影响不行忽视,这种噪声能够归入散粒噪声中,在接纳体系中参加带通滤波器,可有用按捺低频闪耀噪声。

  ②暗电流噪声。光电探测器在没有光照时,因为负偏压的效果会发生毫微安级的"暗光流".其噪声均方值为:,其间Idark为PIN 管的暗电流。

  ③热噪声。探测器负载及扩大器发热引起的噪声。其噪声均方值为:其间RP 为反向结电阻,RS为串联电阻。

  ④扩大器噪声。首要为扩大器内部电阻、晶体管等噪声源引进的电器元件固有噪声,一般可运用等效噪声源进行剖析核算,与扩大器材类型有关。

  综上所述,相似这种因为存在电路固有噪声和电路外部环境等噪声源在接纳部分引进的噪声,而约束了白光LED 通讯功能的体系可视为白光LED 通讯噪声受限体系。

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