多色LED灯联合调制方法大幅度提升可见光通信能量效率
发布时间：2015-12-07浏览次数：12
常见的用于提供照明的LED主要有三种模式：蓝光LED加上黄色荧光粉、紫外LED加上多色荧光粉以及RGB三色LED。相比于另外两种模式，RGB三色LED由于不同的LED芯片能够独立调制，因此能够提供更高的传输速率。
IEEE 802.15.7可见光通信标准中针对不同颜色LED灯提出了色移键控(CSK)的可见光通信调制方式。不少文章已经给出了关于色移键控下星座图的设计方法，但是已有方法中较为严苛的瞬时功率恒定约束条件严重地制约了系统能量效率。
高谦副研究员和他的合作者们考虑了在实际照明条件下不损失速率的前提下更高能效的广义CSK星座图设计,并采用了提供更均匀照明的经过反射后照明的方式。具体来讲，所做的优化是在总的功率一定的前提下，在满足约束条件下使得最小欧式距离（MED）最大。室内可见光通信由于受到照明、通信要求以及LED本身的限制，在选择星座图的时候必需受到相关条件的限制。
基于广义CSK星座图可见光传输系统示意图
通过所提优化方法得到的基于色移键控的星座图与传统调制方式相比，10-15dB信噪比下误码率至多可降低接近4个数量级，采用的广义色移键控针对的是长时间颜色的平均值进行约束，能够得到更高的自由度，从而获得性能大幅度的提升。相关结果发表在Journal of Lightwave Technology以及中兴通讯技术杂志上（1. Q. Gao, R. Wang, Z. Xu and Y. Hua, “DC-Informative Joint Color-Frequency Modulation for Visible Light Communications，” Journal of Lightwave Technology, vol. 33, no. 11, 2015; 2. 黄博扬，高谦，徐正元，“基于多色LED的可见光联合通信调制技术，”中兴通讯技术， 第六卷，2014年12月）。
上述研究工作得到了科技部重点基础研究发展计划的资助。