“可见光通信设计报告”

可见光通信系统设计与应用研究随着无线通信的发展，人们对于更快速、更安全的数据传输有着日益增长的需求。

在这种需求下，可见光通信系统作为一种新兴的无线通信技术受到了越来越多的关注。

本文将就可见光通信系统的设计与应用进行研究，介绍其基本原理、系统设计要点以及各种应用场景。

可见光通信系统是利用可见光波段进行数据传输的一种技术。

与传统的无线通信技术相比，它具有以下优势：不会受限于频谱资源，免受电磁干扰的影响，具有较高的安全性。

同时，可见光通信系统还可以利用环境光进行通信，减少了对设备的依赖性，具有较低的成本。

在可见光通信系统的设计过程中，主要需要考虑以下几个要点：传输速率、传输距离、功率控制、多用户接入以及抗干扰能力。

传输速率是衡量系统性能的一个重要指标，需要根据实际需求和条件来确定。

传输距离受限于光的传播特性，需要优化调整发送功率以及接收灵敏度来保证通信质量。

功率控制是为了避免光强过大或过小而导致的误码率上升或传输距离不足等问题。

多用户接入是指如何实现多个用户同时进行通信而不相互干扰。

抗干扰能力则是为了保证通信质量在其他电磁波或光源干扰的情况下依然能够正常进行。

可见光通信系统的应用场景广泛，涉及到室内通信、室外通信以及特定场合的通信。

在室内通信方面，可见光通信系统可以作为Wi-Fi信号的补充，避免了频谱资源的竞争，提供了更高速、更安全的数据传输方式。

在室外通信方面，可见光通信系统可以应用于城市中的街道照明灯杆，通过调制控制灯光的亮暗来进行数据传输，实现城市智慧照明。

此外，可见光通信系统还可以在特定场合如地铁站、医院等场所进行应用，以提供更快速、更安全的无线通信服务。

尽管可见光通信系统在各个方面都具有许多优势，但它也存在一些挑战。

首先是可见光通信系统对于视线的要求较高，遮挡和障碍物会影响通信质量；其次是系统设计复杂，需要考虑到光的传播特性、多径效应等因素；此外，可见光通信系统的设备成本还相对较高，需要进一步的研究和开发来改善。

基于单片机的可见光通信系统实验设计1. 实验目的：了解可见光通信技术的原理及应用，设计并实现单片机控制的可见光通信系统。

2. 实验原理：可见光通信技术是利用光的属性进行通信的一种新型通信技术，与无线电通信技术相比，可见光通信技术具有无线电磁波干扰小、安全性高、光源广泛、无电磁辐射等优点。

光通信通过编码、调制、解调和解码等方式将信息传输到信道上。

如图1所示，一个光源通过编码电路将信息转换成可见光信号，然后光源将光信号传输到相应的接收器上，接收器通过解码电路将信息从光信号中提取出来。

3. 实验器材：1）LED发光二极管（TX端）和光敏二极管（RX端）2）Arduino单片机3）电阻、电容等元器件4）电源4. 实验步骤：1）把TX端的LED连接到Arduino单片机的数字管脚上。

2）对发送的信息进行编码，比如ASCII码。

3）将编码后的信息转化成二进制数字。

4）用二进制数字控制LED的亮灭时间，并在TX端发送出来。

5）在RX端将接收到的可见光信号转换成电信号，并识别出其中的二进制数字。

6）解码二进制数字并转换成信息。

7）在RX端显示出信息。

5. 实验注意事项：1）实验中的光源和光敏二极管要放置在一定的距离内，避免直接光照射手眼。

2）发送端和接收端的波长要匹配。

3）需要设置适当的功率和亮度。

6. 实验拓展：1）可以在单片机中增加自适应亮度调节、自适应位宽调节等功能。

2）可以尝试对传输速度进行优化，提高传输速率。

7. 实验结论：通过单片机控制的可见光通信系统，可以将信息通过可见光传输到接收端，并将信息显示出来。

可见光通信技术在新型通信技术中具有较大发展前景。

高效率可见光通信系统设计与性能评估1. 引言可见光通信（VLC）是一种新兴的通信技术，利用可见光波段进行通信传输。

与传统无线通信技术相比，可见光通信具有更高的频谱效率、更低的干扰度和更安全的特点。

本文旨在设计一个高效率的可见光通信系统，并对其性能进行评估。

2. 系统设计2.1 可见光通信系统框架可见光通信系统由发送端、通信信道和接收端三部分组成。

发送端将待传输的信息转化成光信号通过光源进行发射。

通信信道是光信号传输的媒介，可以是空气或光纤等。

接收端接收光信号并解码还原成原始信息。

2.2 发送端设计发送端的设计要考虑到高效率传输的要求。

首先，选择高效的调制技术，如正交频分复用（OFDM）调制，以提高频谱效率。

其次，选用高功率、高亮度的LED作为光源，以确保传输距离和传输速率。

最后，在发射机上加入前向纠错编码（FEC）来提高系统的可靠性。

2.3 接收端设计接收端的设计关键是提高信号的灵敏度和信噪比。

首先，使用高灵敏度的光电二极管（PD）作为接收器件，以提高接收效率。

其次，采用最大比合并（MRC）接收技术，将多个接收器件的输出信号加权叠加，以提高信号质量。

最后，利用均衡和解调技术，将接收到的信号解码还原成原始信息。

3. 性能评估方法为了评估设计的可见光通信系统性能，需要进行一系列实验和测试。

以下是几种主要的评估方法。

3.1 信号质量评估通过分析接收到的信号的信号质量参数，如信噪比（SNR）、误码率（BER）等，可以评估系统的传输性能。

可以使用合适的测量设备来测量这些参数，并与标准值进行比较。

3.2 通信距离评估系统的通信距离是评估系统性能的重要指标之一。

通过将发送端放置在不同距离，并记录接收端能够正确接收的最大距离，可以评估系统的通信距离性能。

3.3 传输速率评估传输速率是指系统单位时间内传输的信息量。

通过调整发送端的参数，如调制方式、编码方式等，可以得到不同的传输速率。

通过测试不同传输速率下的系统性能，可以评估系统的传输速率性能。

可见光通信系统设计与实现随着人们对通信速度和通信效率的要求越来越高，传统无线通信方式存在很大的限制，而可见光通信则成为了一种新兴的通信方式。

可见光通信是利用LED灯或者光纤光源等光源来进行通信，可以提供更高的传输速率和更可靠的连接，可以在很多场景下替代传统的无线通信方式。

一、可见光通信系统的优势和应用在比较传统的无线通信方式和可见光通信系统时，可见光通信具有以下优势：1. 更高的传输速率：可见光通信的传输速率可以达到几十兆比特每秒的级别，比传统的Wi-Fi传输速度快很多。

2. 更可靠的连接：可见光通信是利用光进行通信的，不受电磁干扰的影响，通信的可靠性更高。

3. 更安全的通信：可见光通信是利用光源进行通信的，没有电磁泄露现象，通信更加安全。

4. 更绿色的通信：可见光通信的主要光源是LED灯，比传统的无线通信方式更加环保。

基于以上的优势，可见光通信可以应用在很多场景中。

比如：1. 家庭网络：可见光通信可以用于家庭网络的连接，提供更高速的网络服务，也不会造成电磁泄露现象。

2. 商业场景：比如超市、购物中心等，可以利用可见光通信来提供网络连接，为顾客提供更好的服务。

3. 医疗场景：可见光通信可以用于医疗场景中的数据传输，可以提供更安全的通信环境。

二、可见光通信系统的设计与实现可见光通信系统的设计与实现，需要从以下几个方面进行考虑：1. 光源的选择：可见光通信系统的光源一般是LED灯或者光纤光源，需要根据实际场景进行选择。

如果使用LED灯，则需要考虑每盏灯的功率和亮度等参数，如果使用光纤光源，则需要考虑光纤的长度和传输效率等问题。

2. 接收器的设计：接收器的设计是可见光通信系统很重要的一部分。

接收器需要根据光源的特点进行设计，需要考虑接收器的接收角度、接收距离等因素。

3. 通信协议的选择：可见光通信系统的通信协议和其他的通信系统有很大的不同，需要根据实际应用场景进行选择。

比如在家庭网络场景中，可以使用IEEE 802.15.7标准的协议进行通信。

可见光通信任务组技术研究报告随着信息技术的快速发展，人们对通信技术的需求也越来越高。

在无线通信领域，可见光通信作为一种新兴的通信技术，受到了越来越多的关注。

为了推动可见光通信技术的发展，国际电信联盟成立了可见光通信任务组，进行相关技术研究和标准制定。

本文将从可见光通信技术的基本原理、应用场景和任务组的技术研究方向等方面进行探讨。

一、可见光通信技术的基本原理可见光通信技术是利用可见光波段进行通信的一种技术，它的基本原理是利用LED灯或者其他光源发射出的光信号进行通信。

在可见光通信中，光信号的调制方式有两种，一种是强度调制，即通过控制光的亮度来传递信息；另一种是频率调制，即通过控制光的频率来传递信息。

在接收端，利用光电二极管将光信号转换为电信号，经过解调和处理后，就可以得到传输的信息。

可见光通信技术与传统的无线通信技术相比，具有以下优点：一是频谱资源充足，不受频谱限制；二是信号传输安全可靠，不会被窃听或干扰；三是功耗低，不会对人体产生辐射；四是环保节能，不会产生电磁污染。

因此，可见光通信技术在室内定位、智能家居、车联网等领域具有广泛的应用前景。

二、可见光通信技术的应用场景可见光通信技术的应用场景非常广泛，下面列举几个典型的应用场景。

1.室内定位在室内环境中，利用可见光通信技术可以实现对人员和物品的定位。

通过在室内布置多个LED灯，利用光信号在空间中的传播特性，可以实现对人员和物品的高精度定位。

2.智能家居在智能家居中，可见光通信技术可以实现家庭内各种设备之间的联动控制。

通过在家庭中安装多个LED灯，可以实现对家电、灯光等设备的远程控制，实现智能化的家居环境。

3.车联网在车联网领域，可见光通信技术可以实现车辆之间的通信和车辆与路边设备之间的通信。

通过在道路上布置多个LED灯，可以实现对车辆的定位和控制，提高交通运输的效率和安全性。

三、可见光通信任务组的技术研究方向为了推动可见光通信技术的发展，国际电信联盟成立了可见光通信任务组，进行相关技术研究和标准制定。

可见光通信技术研究报告摘要：本文对可见光通信技术进行了研究和分析。

首先介绍了可见光通信技术的基本原理和发展历程，接着讨论了其在室内通信、无线通信和数据传输等领域的应用。

进一步，探讨了可见光通信技术的优势和挑战，并提出了未来发展的方向和潜在应用场景。

1. 引言可见光通信技术是一种基于可见光波段的无线通信技术，利用可见光的特性进行信息传输。

随着LED技术的快速发展和智能化应用的兴起，可见光通信技术逐渐引起了广泛关注。

本节将介绍可见光通信技术的基本原理和发展历程。

2. 可见光通信技术的基本原理可见光通信技术利用可见光波段的光信号进行数据传输。

它基于光的调制和解调技术，通过改变光的亮度或频率来传输二进制数据。

具体而言，发送端将电信号转换为光信号，接收端将光信号转换为电信号。

这种通信方式可以利用现有的照明设备，无需额外的设备成本。

3. 可见光通信技术的应用可见光通信技术在室内通信、无线通信和数据传输等领域具有广泛的应用前景。

3.1 室内通信可见光通信技术可以利用室内的照明设备进行数据传输，实现室内定位、室内导航和室内通信等功能。

相比传统的无线通信技术，可见光通信技术具有更高的安全性和抗干扰能力。

3.2 无线通信可见光通信技术可以作为无线通信的一种补充，提供更高的带宽和更低的功耗。

它可以应用于高密度的无线通信场景，如机场、体育场馆和会议室等，以满足用户对大数据传输和高速通信的需求。

3.3 数据传输可见光通信技术可以用于数据传输，特别是在无线传感器网络和物联网等领域。

通过利用可见光通信技术，可以实现低功耗、高速率和安全的数据传输，为各种应用场景提供支持。

4. 可见光通信技术的优势和挑战可见光通信技术相比传统的无线通信技术具有一些明显的优势，如高带宽、低功耗和高安全性。

然而，它也面临着一些挑战，如传输距离受限、光线衰减和多径效应等。

为了进一步推动可见光通信技术的发展，需要解决这些挑战并提出相应的解决方案。

5. 可见光通信技术的未来发展和应用场景可见光通信技术在未来有着广阔的发展前景。

电子工程研究报告之可见光通信系统设计与优化摘要：本研究报告旨在探讨可见光通信系统的设计与优化。

首先介绍了可见光通信的基本原理和应用领域。

然后详细讨论了可见光通信系统的关键组成部分，包括发光二极管（LED）光源、接收器、信号处理算法等。

接着，提出了一种基于多输入多输出（MIMO）技术的优化方案，并对其性能进行了评估和分析。

最后，针对可见光通信系统的若干挑战和未来发展方向进行了讨论。

1. 引言可见光通信是一种新兴的无线通信技术，利用可见光波段进行数据传输。

与传统的无线通信技术相比，可见光通信具有更高的安全性、更低的功耗和更大的带宽。

因此，它在室内定位、智能照明、无线网络等领域具有广泛的应用前景。

2. 可见光通信系统的基本原理可见光通信系统的基本原理是利用发光二极管（LED）作为光源，通过调制光信号来传输数据。

接收器接收到光信号后，通过光电转换器将其转换为电信号，并经过信号处理算法进行解调和解码。

3. 可见光通信系统的关键组成部分3.1 发光二极管（LED）光源发光二极管（LED）是可见光通信系统中最常用的光源。

它具有高亮度、低功耗和长寿命等优点。

为了提高通信质量，需要对LED的驱动电流进行精确控制，并采用合适的调制技术。

3.2 接收器接收器的设计是可见光通信系统中的关键问题之一。

合理选择光电转换器的类型和参数，能够提高接收灵敏度和抗干扰性能。

同时，还需要设计合适的前端电路和信号处理算法，以提高系统的性能和可靠性。

3.3 信号处理算法信号处理算法在可见光通信系统中起着至关重要的作用。

常用的信号处理算法包括均衡、自适应调制和多用户检测等。

通过优化和改进这些算法，可以提高系统的抗干扰性能和数据传输速率。

4. 基于MIMO技术的优化方案多输入多输出（MIMO）技术是一种有效提高可见光通信系统性能的方法。

通过在发射端和接收端增加多个天线，可以实现空间多路复用和空间多样性。

这样可以提高系统的容量、可靠性和覆盖范围。

光纤通信中可见光通信的设计与性能分析近年来，可见光通信作为一项创新性的通信技术，引起了广泛关注。

与传统的无线通信相比，可见光通信利用可见光波段进行数据传输，具有更高的数据传输速率、更低的干扰以及更广泛的应用前景。

在光纤通信中，可见光通信的设计与性能分析成为了一个重要的研究方向。

首先，可见光通信的设计需要考虑光源的选择与调制方法。

光源的选择是设计中的关键一步，常用的光源有白色发光二极管（LED）和激光二极管（LD）。

LED具有低成本、稳定性好、寿命长等优点，但由于其发光效率较低，需要进行高效的调制方式。

而LD具有较高的功率和较窄的光束，但成本相对较高。

根据实际需求和预算，选择适当的光源非常重要。

其次，可见光通信的设计还需要考虑信道传输特性。

由于可见光通信受环境干扰比较大，如光照、障碍物等，设计中必须充分考虑这些因素。

在信道传输特性的研究中，建立合适的数学模型用于预测和优化传输性能是必不可少的。

此外，对于不同的应用场景，还可以采用光学镜面反射技术以提高传输效果。

光接收器是可见光通信设计中的另一个重要部分。

光接收器的设计与性能对可见光通信的传输质量起着至关重要的作用。

常见的接收器有光电二极管（PD）和光电转换器（PDT）。

PD具有快速响应速度、较高的响应度和较大的动态范围，但灵敏度较低。

PDT通过延长光子的旅程，改善了光接收效果，但响应速度相对较慢。

根据实际需求和性能要求，选择适合的接收器可以提高系统性能。

此外，可见光通信的性能分析也是设计中的重要一环。

性能分析可以从多个角度评估通信系统的性能，如传输速率、误码率和系统容量等。

传输速率是衡量通信系统的重要指标之一，与调制方式、信噪比以及信道带宽等相关。

误码率是衡量通信系统错误码字数与传输码字数比例的指标，对于保证信息传输的可靠性十分重要。

系统容量则是指在给定条件下，通信系统所能实现的最大数据传输量。

通过定量的性能分析，可以评估系统的可实现性和稳定性，进行优化设计。

室内LED可见光通信系统中的硬件设计与实现的开题报告一、研究背景和意义室内LED可见光通信技术是一种基于可见光通信技术的新型通信方式。

相比传统的无线通信技术，它具有能耗低、数据传输速率高、安全性高等优点。

因此，室内LED可见光通信技术在智能家居、智能办公、医疗健康等领域具有广泛的应用前景。

在室内LED可见光通信系统中，硬件设计是实现高效通信的关键。

因此，本文将研究硬件设计与实现，包括室内LED可见光通信系统的收发器设计、信道调制、信道编码、信道解码等方面，从而实现一个稳定、高效的室内LED可见光通信系统。

二、研究现状对于室内LED可见光通信系统的硬件设计与实现，已经有不少研究者进行了探索和实践。

其中，比较著名的成果有以下几点：1、收发器设计。

研究者通过改进LED芯片结构和引入可见光调制技术，设计了一种新型的LED可见光通信收发器，实现了高速、稳定的数据传输。

2、信道调制。

研究者提出了利用OFDM调制技术实现室内LED可见光通信系统的数据传输，可以实现高速率、抗干扰性强等优点。

3、信道编码。

研究者运用Turbo编码技术，设计出一种可用于室内LED可见光通信系统的信道编码方案，改善了系统的传输质量。

4、信道解码。

研究者设计了一种基于均衡与CD算法的解码器，可以有效地降低数据传输的误码率。

三、研究内容与方法本文旨在研究室内LED可见光通信系统中的硬件设计与实现，具体包括以下内容：1、收发器设计。

本文将设计一种适合于室内LED可见光通信的收发器，考虑到传输距离、数据速率、抗多径干扰等因素，选择较为合适的LED芯片和电路结构，实现高速稳定的数据传输。

2、信道调制。

本文将尝试采用OFDM调制技术，通过改变载波频率和相位来实现数据的调制和解调，提高系统的传输速率和抗干扰性。

3、信道编码。

本文将采用Turbo编码技术，设计一种可用于室内LED可见光通信系统的信道编码方案，提高系统的传输质量。

4、信道解码。

本文将基于均衡与CD算法，设计一种解码器，降低数据传输的误码率。

可见光通讯的实验技术与传输算法可见光通信（Visible Light Communication, VLC）作为一种新兴的无线通信技术，利用光波进行通信传输，正逐渐受到广泛关注。

相较于传统的无线通信技术，如Wi-Fi和蓝牙，可见光通信具有更高的传输速率和更安全的数据传输。

一、实验技术：在可见光通信的实验技术中，最常见的是基于白色LED的通信系统。

白色LED具有快速开关特性，可以通过频闪的方式传输二进制数据。

实验中，发送端通过控制LED的亮暗来表示数字0和1，接收端通过光敏电阻或光电二极管接收到光信号后，进行数字信号解码。

除了白色LED，其他颜色的LED也可以用于可见光通信实验。

例如，红色、绿色和蓝色LED可以分别表示不同的数据传输通道，通过同时开启多个LED，可以增加数据传输的吞吐量。

另外，还可以采用频分多址（Frequency Division Multiple Access, FDMA）和时分多址（Time Division Multiple Access, TDMA）等多路复用技术，在不同光通道间实现并行传输。

二、传输算法：在可见光通信中，传输算法对于保证数据传输的可靠性和效率起着重要作用。

一种常用的算法是基于正交频分多址（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）的调制技术。

OFDM将高速数据流分成多个低速子载波，并将数据流并行传输，从而提高传输速率和抗干扰能力。

另一种常用的传输算法是多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）技术。

MIMO利用多个发射天线和接收天线，通过多径传播效应，利用空间分集和空间复用技术，提高传输速率和系统容量。

通过合理安排发射天线和接收天线的位置，可以获得更好的信号覆盖范围和抗干扰能力。

此外，可见光通信还可以结合其他无线通信技术，如无线射频（Radio Frequency, RF）通信和红外通信，构建混合通信系统。

可见光通信系统中的网络协议研究与设计的开题报告一、选题背景随着物联网技术的快速发展和人口数量的迅速增加，频谱资源的短缺和网络安全问题越来越成为人们关注的焦点。

可见光通信技术由于其具有低辐射、低能耗、高速率、安全可靠等优点，已成为现代通信领域的研究热点之一。

然而，在可见光通信系统中，由于光源、接收器、信道等因素的影响，会引起严重的色散、衰减和噪声等问题，导致通信质量下降，并且现有的协议设计与网络架构存在不足，难以满足大规模应用的需求。

因此，研究可见光通信系统中的网络协议设计对于提高通信质量、实现网络安全、减少能源消耗、提高频谱利用率等方面具有非常重要的意义。

二、选题意义1. 提高通信质量：通过研究网络协议设计，可以有效地解决可见光通信系统中的色散、衰减和噪声等问题，提高通信质量的稳定性和可靠性。

2. 实现网络安全：在可见光通信系统中，由于数据传输是光学信号，难以被窃听和破解，可以有效地保证数据的安全性和隐私性。

3. 减少能源消耗：可见光通信技术能够利用室内照明灯光进行数据传输，不仅能够提高能源利用效率，而且可以实现能源的节约和减排。

4. 提高频谱利用率：由于无线电频谱的有限性，研究可见光通信技术可以充分利用可见光领域的频谱资源，提高频谱利用率。

三、研究内容和方法1. 研究可见光通信系统的网络协议设计和网络架构，包括MAC层协议、路由协议、安全协议等。

2. 研究可见光通信系统中的信道模型和信号处理算法，包括调制解调技术、信道均衡技术等。

3. 基于Matlab仿真工具，对不同的网络协议和信号处理算法进行性能分析和比较，评估其在实际应用中的效果。

四、预期成果和进展计划1. 完成可见光通信系统中的网络协议设计和网络架构的研究，实现系统的可靠传输和低能耗通信。

2. 提出新的信道模型和信号处理算法，包括调制解调技术、信道均衡技术等，提高通信系统的传输速率和稳定性。

3. 根据实验和仿真结果，评估不同的网络协议和信号处理算法的性能，并提出改进方案，改善通信系统的性能。

可见光通信开题报告1. 引言可见光通信（Visible Light Communication，简称VLC）是一种利用可见光作为传输信号的通信技术。

相比传统的无线通信技术，如无线局域网（Wi-Fi）、蓝牙（Bluetooth）等，VLC有许多优势，如更高的速率，更低的功耗以及更好的安全性。

本文针对可见光通信技术进行深入研究，并提出了一个新的可见光通信系统的设计方案。

2. 研究目标与内容本研究的目标是设计一个高效、稳定且可靠的可见光通信系统。

为了实现这一目标，我们将进行以下研究：•分析可见光通信的原理和传输特性•调研现有的可见光通信技术和系统•设计一个基于可见光通信的数据传输系统•构建实验平台，验证该系统的性能和可靠性3. 研究方法我们将采用以下方法进行研究：1.文献调研：对可见光通信的相关文献进行查阅和分析，了解可见光通信的原理、技术和系统。

2.系统设计：根据文献调研的结果，设计一个基于可见光通信的数据传输系统，包括硬件设备的选型和软件系统的设计。

3.实验搭建：根据系统设计，搭建一个实验平台，包括光源、光接收器、调制解调器等设备，并编写相应的软件驱动程序。

4.性能和可靠性测试：通过实验验证系统的性能和可靠性，包括数据传输速率、误码率等指标的测试。

4. 预期成果我们预期将获得以下成果：1.可见光通信原理和技术的深入理解，包括传输特性、调制解调技术、多路复用等方面的知识。

2.一个基于可见光通信的数据传输系统的设计方案，包括硬件设备选型、软件系统设计和实验平台搭建等。

3.搭建的实验平台能够验证系统的性能和可靠性，并得到相应的测试结果。

4.对于可见光通信技术在实际应用中的局限性和改进方法的深入认识。

5. 工作计划根据以上研究目标和方法，我们制定了以下工作计划：任务时间安排文献调研第1-2周系统设计第3-4周实验搭建第5-7周性能测试第8-9周报告撰写第10-11周6. 创新性与意义本研究的创新性和意义主要体现在以下几个方面：1.新的应用领域：可见光通信作为一种新型的无线通信技术，有着广阔的应用前景。

可见光通信的电路设计陈家栋（桂林电子科技大学海洋信息工程学院广西·北海536000)摘要鉴于新型的无线通信技术可见光通信（Visible Light Communication,VLC ）的发展，本文针对可见光数字通信系统，分析可见光数字信号传输的原理，设计信号传输与处理过程中相关的具体电路，主要包括白光LED 驱动电路、光电检测电路、微弱信号放大电路以及滤波整形电路。

实践结果表明，所设计的可见光通信电路切实可行。

关键词可见光通信光电检测微弱信号中图分类号：TN929.1文献标识码：A 0引言过去几十年里，高速发展的传统无线通信由于频道等因素的限制已经趋向饱和。

可见光通信作为新型的无线通信技术，不占用无线电的频谱资源、超高速的传输特性、易于实现安全传输、尺寸小、节能环保、无电磁干扰，另外VLCS 的通信速率非常高，人眼无法察觉，还能起到通信照明的作用。

基于这些优点，可见光通信备受人们关注。

1可见光通信的原理框图对于不同信号，其传输方式不一样。

本文以数字信号通信为例，并假设其调制方式为2FSK ，设计信号传输及其处理电路。

信号产生、调制以及解调由单片机处理，文中不作分析设计。

可见光数字信号传输的原理框图如图1所示。

图1：可见光数字信号传输的原理框图原理：发射端可利用快速单片机产生数字信号（脉冲序列信号）输入，经功率放大电路放大功率后，驱动LED 灯珠，将电信号转换为光信号。

接收端利用光电二极管将光信号转换成电信号，由于转换出来的电信号比较微弱，故需利用微弱信号放大器将信号进行放大。

经过滤波器滤波和比较器整形后，可输出与发射端信号频率相同的数字信号（脉冲序列信号），输出信号可通过单片机测出频率，以确定其代表的二进制数值（0或1）。

当然这种解调方式成功的前提是发射端发射0或1信号之间的时间间隔要足够长，确保单片机准确测出频率。

2可见光通信的电路设计2.1白光LED 灯珠及功率放大器可采用Risym 公司制作的大功率LED 灯珠，其规格为：白色3W ，色温6500K （±5%），亮度140-165LM ，工作电压3.35-3.6V ，参考电流750mA 。

LED可见光通信发射与接收系统设计李力;丁威【摘要】LED visible light as a green, low power, high brightness of the lighting, in today's people's daily life and work has been widely used. According to the basic principle of optical communication, the LED visible light communication system based on STC89C52RC SCM is designed.. System uses a microcontroller as the LED light signal of the transmitting and receiving module by on the LED light signal of direct modulation and detection, and the use of serial debugging software to achieve the terminal equipment between the LED light communication, ifnally realizes the PC simple simplex data communication.%LED可见光作为一种绿色环保、低功率、高亮度的照明光，在当今人们的日常生活和工作中得到了广泛的应用。

根据光通信的基本原理，设计出以STC89C52RC单片机为核心的LED可见光通信系统。

系统采用单片机作为LED光信号的发射和接收模块，通过对LED光信号的直接调制和检测，并利用串口调试软件辅助实现终端设备间的LED光通信，最终实现了PC间的简单单工数据通信。

全国大学生电子设计大赛自由空间光通信作品类别：xxxxxxxxxxxxx队长:队员:指导教师:自由空间光通信摘要：本系统完成了自由空间光通信的设计。

采用激光作为载波将手机加收到的信号发给接收端，通过TL494芯片所产生的方波对信号进行调制解调，利用硅光电池接收信号，再由功率放大器将信号输出。

经过测试，我们的系统满足设计要求。

关键词：激光；TL494芯片；功率放大器1方案论证与比较任务要求中明确提出，设计的系统的通讯距离要达到20m针对题目要求，硬件主要处理的问题是信号的预处理、信号的发射、信号的调制、信号的解调与驱动和信号的接收。

以下将对各方案进行分析论证。

1.1发射部分载波方案论证与选择方案一：非激光通信，如：红外线通信、紫外线通信。

方案二：激光通信。

方案选择论证：方案一非激光红外线、紫外线通信的原理是一样的，就拿红外线通信来说，它可传输语言、文字、数据、图像等信息，适用于沿海岛屿间、近距离遥控、飞行器内部通信等。

其通信容量大、保密性强、抗电磁干扰性能好，设备结构简单，体积小、重量轻、价格低。

但在大气信道中传输时易受气候影响。

方案二激光通信，由于激光具有相干性好、准直性好，采用激光作为通信系统中信号的载波，可使信号稳定传输，不易受外界环境的干扰。

本系统采用1.2信号调制解调部分方案论证与选择方案一：PWM脉宽调制，用硬件设计可调PWM脉宽调制，利用可调的脉宽信号控制载波。

PW脉宽调制的设计图如图1。

方案二：采用TL494芯片产生占空比可调的方波，用这个方波也可以控制载波。

TL494的内部电路图如图2所示。

图1方案选择论证：方案一采用纯硬件的手法设计PWN fe路，转换速度快，但会给设计增加工作量以及相关的成本，而且在硬件设计的过程中可能会与实际要求的参数有一点的偏差，从而影响最后的设计。

方案二LT494芯片产生占空比可调的方波，这种方案使得电路设计更加简单，不宜出错。

本系统采用方案二。

1.3接收部分方案论证与选择本系统的接收部分是采用硅光电池接收载波信号（激光信号），硅光电池将光信号转化为电信号，再将电信号传给功率放大部分，通过功率放大部分将电信号转化为声音信从而实现距离达20m的通信。

可见光通信电路设计作者：胡玉叶范栋梁来源：《报刊荟萃（下）》2017年第11期摘要：实现了利用LED发光装置和光敏器件传输音频信号和模拟波形信号的功能，输入信号通过LM1875芯片进行功率放大后，再利用555组成的多谐振荡器进行信号的调制，调制后的信号驱动LED达到信号传输的目的，接收部分采用光敏电阻接收LED发送的信号，接收后的信号经过滤波处理和功率放大后送8欧喇叭输出，音频信号没有明显失真。

关键词：LM1875；555；LM2576-ADJ1总体设计1.1总体系统构成基于大功率白光LED的可见光通信装置分为：发送端和接收端两大模块，其中又包括电源模块、音频放大模块、调制模块、LED控制输出模块、可见光接收模块、功放模块、数据采集显示模块等7个子模块组成1.2总体系统设计思路发送端和接收端均采用24V单电源供电，电源模块使用LM2576-ADJ芯片组成电压可调电路，首先输入220V交流电源经过变压器变压后输入到LM2576进行稳压处理后作为稳压电源使用；音频放大模块采用采用LM1875作为功放模块，保证输出信号的功率和避免失真；调制模块利用555组成多谐振荡器，将放大后的音频信号和模拟信号调制成方波信号，从而驱动LED进行信号的发送。

发送端的音频信号来源于MP3或者是麦克风，模拟信号来源于信号发生器。

接收端的光敏器件选用光敏电阻，进行信号的接收，接收到发送端发出的信号后首先进行滤波处理后再进行功率放大，接收端的功放模块采用 LM1875作为功放模块，在安装功放模块时也要加装散热片，功率放大后就可以直接输出到8Ω的喇叭上。

数据采集显示模块主要是完成电压、电流信号的采样、处理、显示功能，显示采用了具有中文字库的LCD12864来显示。

调制模块：产品根据设计要求设置了音频调制电路，该电路可将输入的音频信号或单音信号进行调制后控制LED，尽量保证在传输信号过程中保证LED亮度不受输入信号的影响。

2硬件系统设计2.1电源电路设计图此电路将220V交流电经24V变压器经过整流滤波后输出电压为24v*1.414=33.9v经LM2576-ADJ芯片调压后生成24V直流电压。

论文题目：室内可见光通信系统设计摘要可见光通信技术是一种在白光LED发明和应用后发展起来的新兴的无线光通信技术，LED不但能进行室内照明，并且能应用于无线光通信系统从而满足了室内网络需要。

这篇文章在对白光LED用于通信光源的光谱特性以及调制特性等其它物理特性进行深入分析基础之上，重点研究白光LED光源通信系统构成结构以及系统设计,并给出一种LED照明灯室内布局方法。

由于可见光通信使用开关键控调制方式限制了数据传输速度，因此,本文引入了一种基于正交频分复用(OFDM)调制与解调的方案，用于减弱高速通信时由多径效应带来的码间串扰。

【关键词】室内可见光通信；白光LED；正交频分复用m m【论文类型】应用设计型Title: System Design of Indoor Visible LightCommunicationMajor:Name:Signature:_______Supervisor:Signature:_______ABSTRACTVisible light communication is a novel wireless optical communication technology and rose with development of white LED fabrication techniques．White LED devices are used not only for illuminating rooms but also for an optical wireless communication system which is suitable for indoor private networks．In the thesis，based studies have been done on radiation spectrum and modulation property of white LED when they are used as optical transmitters，Then the configuration and systematic design techniques are concentrated concerning white LED lighting source communication as well as high speed modulation techniques．An optimal design of lightings layout on the visible light communication system is discussed．Because of primarily OOK has been used for digital data modulation of such devices．OOK imposes limitations on the achievable data rates．So the inherent robustness of OFDM against multipath effects，OFDM is considered in combination with higher order modulation schcmes in the thesis．【Key Words】Indoor visible light communication；white--LED；OFDM【Type of Thesis】Type of application and design前言21世纪高速数据通信在人们生活中将会十分重要，即人们会需要在任何地点以及任何时间，快速得到大量多媒体信息。

基于机器学习的可见光通信技术设计第一章：引言可见光通信是一种利用灯光进行通信的技术，它不仅可以满足普通光照的需求，还可以实现无线数据传输。

而基于机器学习的可见光通信技术设计，则是将机器学习应用于可见光通信中，以提高系统性能和信号质量。

本文将重点探讨基于机器学习的可见光通信技术设计的原理、方法和应用。

第二章：可见光通信技术概述可见光通信是一种利用可见光进行数据传输的通信技术，它使用的是可见光频段的电磁波，通常是使用LED灯进行通信。

与传统的无线通信技术相比，可见光通信具有频谱资源充足、安全性高、抗干扰能力强等优点。

然而，可见光通信也存在一些挑战，如强光干扰、多径效应等。

第三章：机器学习在可见光通信中的应用机器学习是一种从大量数据中自动学习规律的方法，它可以应用于多个领域。

在可见光通信中，机器学习可以应用于信号预测、信道估计、干扰抑制等方面。

3.1 信号预测可见光通信中的信号预测是指根据历史数据和环境信息，预测未来一段时间内的信号质量和信道状态。

机器学习可以通过训练大量的数据，建立信号预测模型，提高信号预测的准确性和稳定性。

3.2 信道估计可见光通信中的信道估计是指估计信号传输过程中的信道特性和传输状况。

机器学习可以通过学习已知信道状态和反馈信息，建立信道估计模型，提高信号传输的效果和稳定性。

3.3 干扰抑制可见光通信中的干扰抑制是指抑制来自其他光源或外部环境的干扰信号，提高通信系统的性能和可靠性。

机器学习可以通过学习不同干扰信号的特征和统计规律，建立干扰抑制模型，提高系统对干扰的抵抗能力。

第四章：基于机器学习的可见光通信技术设计原理与方法基于机器学习的可见光通信技术设计主要包括数据采集、特征提取、模型训练和模型应用等步骤。

4.1 数据采集数据采集是基于机器学习的可见光通信技术设计的首要步骤。

通过设置合适的实验场景和设备配置，采集大量的数据样本，包括信号质量、信道状态、环境因素等。

4.2 特征提取特征提取是将原始数据转化为可供机器学习算法处理的特征向量。

2014年电赛山东赛区A--基于大功率白光LED 的可见光通信 （本科组设计并制作一个可见光通信装置 、要求1、基本要求（1可见光通信装置利用单只10W （或三9W 白光LED 和光电器件作为收发器件 用来传输语音和模拟波形信号，传输距离大于30cm 自制24 V 、1A 直流电源2个 （发端、收端 分别采用此单电源供电，系统基本框图如图1。

发送端的供电部分需要 加测试点（测试点加上鱼嘴夹方便测试，测试点电压U 1、电流I 1如图2所示。

（接 收端负载最好为8Q 喇叭图1系统基本框图任务1语音或者 \模拟波形信号/J ________________ /町见光通佰 10■白 发禺装置 的J -------- 1\| !町见光信道Yi光电可见光通信 器旳收端装買/112 IV lAHS1 124V lAfLi'4i卄・Mil电源' 1.1电源接收端发送端他汁或者泼旳/电压 测试点 电流测试点U图2电压、电流测试点(2在不进行信号传输的情况下10W 白光LED 的功率必须达到10W ,要求电流 为I 2=1±05 A ,电压U 2=10 V (误差可以稍大。

需要加测试点(测试点加上鱼嘴夹 方便测试,测试点电流I 2、电压U 2如图3所示。

图3 10 W 白光LED 测试点(3传输的语音信号或低频信号源信号频率范围为300~8000 Hz,语音信号要求来自麦克风或MP3,模拟波形信号来自信号发生器。

要求发端装置的输入端以及收端装置的输出端加测试端子，以方便检测波形。

(4在发送端发送300~8000Hz 音频信号时，接收的声音应无明显失真。

当发射端出汗或者 根拟波花信号器fl输入信号为300Hz、1000Hz、8000Hz单音信号时，在8Q电阻负载(或喇叭上，接收装置的输出电压有效值不小于0.4V。

不改变电路状态，减小发射端输入信号的幅度至0V，采用低频毫伏表(低频毫伏表为有效值显示，频率响应范围低端不大于10Hz、高端不小于1MHz测量此时接收装置输出端噪声电压，读数不大于0.1V。

OFDM可见光通信基带系统的研究与设计的开题报告一、研究背景随着移动互联网技术的日益发展，人们对高速宽带网络的需求越来越迫切。

但是无线频谱资源是有限的，因此在宽带无线通信领域中，采用可见光通信(VLC)技术逐渐成为一种新兴的技术。

可见光通信采用白炽灯、LED灯等照明设备作为载体，将信息通过光信号的调制传输。

相比于传统的无线通信技术，可见光通信的优点在于频谱资源丰富、抗干扰能力强、数据传输速率较高等。

OFDM(正交频分复用)技术被广泛应用于无线通信领域，它可以将物理通信信道分成若干个子载波，进而实现多用户同时传输。

在可见光通信领域，OFDM也被应用于基带通信系统中，通过将光信号分成多个子载波进行传输，提高了数据传输信道的利用率。

因此，本研究基于可见光通信技术，选用OFDM技术设计可见光通信基带系统，旨在实现高速、稳定、可靠的数据传输。

二、研究内容本研究的主要内容包括：1. 可见光通信的基本原理与应用领域的介绍，介绍可见光通信的发展历程及其与传统无线通信的异同。

2. OFDM技术原理的研究，包括OFDM技术的概念、优点、子载波间正交性、时频域信号分析等内容。

3. 可见光OFDM基带通信系统的设计与实现，包括系统关键部件的选型、系统参数的设置、调制方式与解调方式的选择等。

4. 编写相关的仿真程序，对所设计的OFDM可见光通信基带系统进行仿真，并对仿真结果进行分析与评价。

5. 对实验环境进行搭建，测试所设计的OFDM可见光通信基带系统在实验环境下的性能指标，包括误码率、信噪比等参数。

三、预期成果1. 完成可见光OFDM基带通信系统的设计与实现，实现高速、稳定、可靠的数据传输。

2. 对所设计的OFDM可见光通信基带系统进行仿真，并对仿真结果进行分析与评价，得到基于OFDM的可见光通信系统的优化方案。

3. 在实验环境下，测试所设计的OFDM可见光通信基带系统在性能指标上的表现，并对测试结果进行分析与评价。

4. 完成相关技术报告与论文的撰写，将研究成果发表在相关期刊或会议上，并将所获得的经验总结出一份可供实际应用的技术文档。