内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古 包头 014010
光正交频分复用（O-OFDM）技术被广泛应用于可见光通信系统（VLC）中以提高数据传输速率，但是O-OFDM系统存在峰值平均功率比（PAPR）高的问题，限制了其系统性能。本文首先针对传统的非对称限幅光正交频分复用（ACO-OFDM）系统频谱效率低下以及计算复杂度高的问题，使用无厄米特对称的单极性光正交频分复用（UO-OFDM）系统。其次在UO-OFDM系统上使用传统的部分传输序列（PTS）技术来降低其PAPR，同时针对传统的PTS技术计算复杂度高以及搜索最佳相位旋转因子效率低的问题，提出使用遗传算法（GA）来优化PTS技术。仿真结果表明：GA-PTS相比于传统的PTS技术，在PAPR抑制性能差别不大的情况下极大地减少了搜索最佳相位旋转因子所需的时间；同时与基于GA-PTS算法的ACO-OFDM系统所用的时间相比，基于GA-PTS算法的UO-OFDM系统所用的时间有所减少，且随着最大遗传代数的增加，减少的时间更加明显。
光通信 可见光通信 正交频分复用 峰值平均功率比 部分传输序列 遗传算法 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0706005
1 新疆大学 信息科学与工程学院, 乌鲁木齐 830046
2 中国移动通信有限公司研究院, 北京100053
3 清华大学 电子工程系, 北京 100084
4 鲁东大学 信息与电气工程学院, 山东 烟台 264025
现有的可见光及射频(RF)混合链路仍然局限于空间辐射特性单一的朗伯光波束配置, 面向商用发光二极管的非朗伯空间辐射特性, 提出一种基于典型LUXEON Rebel非朗伯光波束的可见光及RF混合链路软切换方案, 并进行了仿真分析。仿真结果表明: 设定RF接入点在近端(dr=10 m)和远端(dr=60 m)时, 所提出的异构非朗伯光波束配置混合链路吞吐量的最大值分别为370.72 Mb/s、275.68 Mb/s；发射功率为2~15 W时, 比传统朗伯光波束配置混合链路可引入高达约14 Mb/s的吞吐量增益。
可见光通信 混合链路 光波束特性 软切换 visible light communications, hybrid link, optical
战略支援部队信息工程大学，河南 郑州 450001
基于IEEE 802.15.7标准中的OOK（On-Off Keying）调光模式，提出一种基于删除polar码的调光方案，该方案在获取尽可能高质量的可见光通信性能的同时，还可以支持用户的调光需求并抑制闪烁对人眼带来的不适。利用基于列贪婪删除算法的删除polar码方案及CRC（Cyclic Redundancy Check）校验支持的SCL（Successive Cancellation List）译码方法，本方案可以获得优越的误码性能；利用置位式伪随机扰码对删除polar码加扰，以获得01平衡、游程长度受限的数据序列，使灯光变化在最大闪烁时间段（MFTP）内，避免人眼感知到不适的灯光闪烁；利用插入补偿符号（CS）的方式使平均光强度符合用户调光需求。经仿真比对分析，发现该方案能支持用户任意调光率（0~1）需求。在调光率为0.5时，与其他使用前向纠错（FEC）码进行调光的方案相比，本文所提方案在码率为0.5的情况下传输效率有1.25倍以上的提高；在调光率为0.2、误比特率为10-4时，本文方案采用码率为0.5的polar码时能提供0.5~1.7 dB的信噪比增益。
光通信 可见光通信 调光方案 删除polar码 前向纠错码 光学学报
2022, 42(16): 1606007
1 新疆大学 信息科学与工程学院, 乌鲁木齐 830046
2 新疆大学 信号检测与处理新疆维吾尔自治区重点实验室, 乌鲁木齐 830046
3 中国移动通信有限公司研究院, 北京100053
4 鲁东大学 信息与电气工程学院, 山东 烟台 264025
受限于传统朗伯光波束较强的空间指向性, 基于同构朗伯光波束的可见光通信发射器设计难以提供令人满意的空间覆盖。综合考虑商用发光二极管(LED)光源多样的非朗伯光波束特性, 提出一种基于非朗伯光波束的发射分集技术方案。该方案能够充分利用非朗伯光波束各自的空间辐射特性, 将更多发射光功率针对性地投射到远离光发射器的覆盖边缘区域, 在保持整体发射光功率恒定且分集角为60°时, 所提出的非朗伯性分集方案能够引入3.4 dB的最小信噪比增益, 同时将信噪比波动幅度从传统设计下的19.4 dB降低至非朗伯设计下的13.5 dB。
可见光通信 非朗伯光波束 发射分集 visible light communications, non-Lambertian optic
内蒙古科技大学 信息工程学院，内蒙古 包头 014010
针对传统选择性映射(C-SLM)算法存在计算复杂度高的问题，提出了分组(G-SLM)的改进算法，在不增加系统计算复杂度的情况下，将时域备选信号的个数从M增加到M 24，并且通过仿真确定了最佳的α值；针对C-SLM算法存在峰均功率比(PAPR)抑制性能有限的问题，将G-SLM算法与μ-law压缩扩展法相结合，提出了μ-GSLM联合算法，进一步降低了系统PAPR。仿真结果表明：在互补累计分布函数(CCDF)取值为10-3时，与原始信号、G-SLM算法和μ-law压缩扩展法相比，μ-GSLM算法的PAPR分别降低了7.5 dB、3.2 dB和2.1 dB。
可见光通信 正交频分复用 峰值平均功率比 选择性映射 计算复杂度 visible light communications orthogonal frequency division multiplexing peak-to-average power ratio selective mapping computational complexity
吉林大学 电子科学与工程学院, 吉林 长春130012
量子点具有光谱随尺寸可调、发光效率高、光热和化学稳定性好及溶液加工性好等优点, 使其在照明、显示等领域具有广泛的应用前景, 成为近年来研究的热点。本文首先介绍了量子点材料的种类及其3种不同的核壳结构, 随后对近年来量子点白光发光二极管(QD-WLED)的研究进展进行系统地描述和对比, 重点分析了量子点产生白光的方法, LED器件结构及光电性能, 最后总结了QD-WLED在可见光通信、健康照明、植物照明及光动力疗法等方面的应用, 阐述了该领域所面临的挑战和未来发展前景。
量子点 白光发光二极管 智慧照明 健康照明 可见光通信 quantum dots light emitting diode intelligent lighting healthy lighting visible light communications.
1 新疆大学信息科学与工程学院信号检测与处理新疆维吾尔自治区重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
2 中国移动通信研究院, 北京 100053
3 清华大学电子工程系北京信息科学与技术国家研究中心, 北京 100084
4 国网新疆电力有限公司电力调度控制中心, 新疆 乌鲁木齐 830001
5 国网新疆电力有限公司电力科学研究院电网技术中心, 新疆 乌鲁木齐 830001
综述了面向无人机(UAV)领域光无线通信(OWC)的主要研究进展,分别阐述了借助光无线技术在无人机与陆上终端间、无人机与无人机之间以及无人机与卫星之间,实现稳健、宽带通信链路的诸多研究进展与关键使能技术。重点阐述了不同无人机光无线链路配置下的链路建模、参数优化、实验测试。同时,也初步讨论了高速、高可靠无人机机载光无线通信技术在模块化实现、高空平台应用等方面的发展趋势。
光通信 无人机 自由空间光 可见光通信 光通信链路 激光与光电子学进展
2020, 57(23): 230003
1 新疆大学信息科学与工程学院信号检测与处理新疆维吾尔自治区重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
2 中国移动通信研究院, 北京 100053
3 清华大学电子工程系北京信息科学与技术国家研究中心, 北京100084
随着各种新兴信息技术与电力电网的融合进一步走向深入,依托并服务于智能电力的多种无线光技术方案先后被提出,并形成了初步的规模。分别从电力线通信与可见光通信融合的信道特性及传输方案、混合射频电力可见光通信、电力无线光室内定位与中继、高压线路无线光监测等诸多方面阐述智能电力无线光技术的主要分类与前沿进展。结合多款原型实验,介绍了目前各类智能电力无线光技术方案在传输速率、覆盖范围、定位精度、能耗水平等方面所能达到的主要技术指标水平;最后给出智能电力无线光技术所面临的主要挑战与潜在的解决途径。
光通信 智能电力 可见光通信 动力线通信 激光与光电子学进展
2020, 57(21): 210003
Author Affiliations
Abstract
Electrical and Computer Engineering Department, University at Albany, New York 12222, USA
A plethora of physical-layer techniques aim to enhance the performance of communication systems in several ways. Spectral efficiency and security are on the top of the list of enhancements; however, both are isolated and antagonistic islands of research. Augmented communication (ACom) is introduced in this Letter as the first technique that aims to combine these two enhancements in visible light communications (VLCs). The dividends of the proposed concept are demonstrated via simulations and the performance is experimentally validated. Results show that ACom can simultaneously provide the high spectral efficiency and the resistance to eavesdropping, while introducing minimal signal-to-noise ratio penalties.
augmented communications orthogonal frequency division multiplexing spectral efficiency physical layer security visible light communications Chinese Optics Letters
2020, 18(9): 090601
复旦大学通信科学与工程系电磁波信息科学教育部重点实验室, 上海 200433
随着无线通信领域的发展,具有诸多优点的可见光通信(VLC)已经发展成为了一种具有广阔前景的通信手段。然而,可见光通信中的各种非线性效应会给其信号处理带来诸多的困难,并恶化系统的性能。机器学习在解决非线性问题方面具有很大的优势和潜力,结合机器学习算法的可见光通信技术必然具有巨大的研究价值。已有研究表明,传统的机器学习算法如K-means、DBSCAN以及支持向量机(SVM)等在预均衡、后均衡、抗系统抖动,以及相位纠正等方面均有很好的表现。而深度神经网络(DNN)则因为其强大的非线性拟合能力能够更进一步提升VLC系统的性能。对以上几种方法进行了分析和介绍,并对其在可见光通信信号处理领域的应用进行了分析与总结,希望可以为机器学习解决可见光通信方面的各种非线性问题提供参考。
光通信 机器学习 非线性效应 信号处理 神经网络 激光与光电子学进展
2020, 57(1): 010001
