基于反射光的移动可见光通信传输增强研究

来源 :深圳大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:xinduolian1986
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随着物联网的快速发展,移动终端数量急剧上涨,使得移动通信需求增大,现有无线网络因其频谱有限,将会无法满足移动接收端的无线通信需求。而可见光具有宽频谱特性。可见光通信技术利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息。利用这种技术做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围,现有研究也表明可见光通信速率能够达到10Gbps。因此可见光通信有非常大的潜力弥补现有无线网络的瓶颈,并将被广泛应用。在室内可见光通信场景中,当移动智能终端从中心信号强区域移动到四周信号较弱区域时,信号传输的SNR急剧下降,通信效果随之减弱。为解决这类问题,本文提出并实现了利用反射光来增强移动可见光通信传输性能的系统。当用户移动到信号较弱的区域时,通过获取用户手持智能移动终端的传感器(如加速度计、陀螺仪等)数据,建立增强可见光通信的空间几何模型,借助相应传感器数据,计算出反射镜面所需的实时转动角度,从而将用于通信的LED灯光反射到移动用户的终端上,达到增强通信性能的目的。对于移动用户而言,考虑到室内通信环境的LED布局,需要从传输信道层面,对多个反射镜面进行控制,来实现对可见光通信的增强。当多个反射镜面以其对应的转动角度,对同一移动用户进行通信传输增强时,为保证通信增强的实时性和同步性,利用优化后的OFDM技术对不同反射镜面对移动智能终端的传输信号进行调制,使其能够协同增强可见光通信性能,而非形成相互干扰。在本文的仿真实验中,有效验证了利用反射光增强通信的可行性。利用反射光能够提高移动用户的智能终端的接收功率、SNR和传输速率,且降低了BER。在弱接收信号区域,在同SNR时,利用反射光的通信较直接LED光辐射的BER小;在同BER时,利用反射光的通信较直接LED光辐射的SNR大,从而验证了利用反射光能够增强可见光通信的传输性能。
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