【伙伴快讯】可见光高速数字通信系统的基本原理

可见光通信的基本原理。在正常照明的前提下，将信息调制成LED灯发出的可见光。接收端使用光电探测器（PD）将可见光转换为电信号，并从中解调出相应的调制信息。

基于可见光通信、高速硬件和高速AD，FPGADA提供了完美的解决方案。室内LED可见光高速数字通信系统硬件框图如图所示。左边的实线框是数字信号部分，主要包括PC数据源、数据接口、基带处理和DAC/ADC模块，其中后三者设计为集成在基带处理板上。图4.1右侧虚线框为模拟信号部分，主要包括LED驱动电路、LED、光通道、透镜、滤蓝光、光电二极管、光电处理电路。

方案一：125Msps AD、DA+XC7K325TFPGA处理平台

板子包括：两路AD，AD采用ADS62P45芯片，芯片集成了两个14位高速ADC，采样率高达125MSPS，输入信号幅度1V，50欧姆阻抗，物理接口为SMA；两路DA，DA采用AD9777芯片，该芯片分辨率为16位，最大输入数据速率为160Msps，插值后DAC最大转换速率为400MSPS。该系列设备具有可选的插值率（2x/4x/8x），可使用Fs/2、Fs/4或Fs/8混合复合调制器，两路信号可作为I和Q分量信号输出。所有配置均通过易于使用的三线或四线 SPI 接口完成。输出信号幅度为1V，50欧姆阻抗，物理接口为SMA。

方案二：1Gsps AD、DA+XC7V690TFPGA处理平台

1通道1GSPS模数转换，ADC采用TI的ADS5400，12位单通道1G采样率； 1路2.5GSPS数模转换，DAC采用ADI公司的AD9739，14位2.5G射频模数转换器； FPGA采用Xilinx公司的一块XC7VX690T-FFG1761IFPGA芯片，Micro公司的两簇MT41K512M8RH-125ITDDR3颗粒，每簇64bit宽，4GB容量，支持PCIeX8接口，HPC FMC连接器，3个SFP+光通道（最大设计速度是 10Gbps）。

FPGA芯片完成数据收发控制、AD、DA、时钟芯片配置。数据调制和解调。

关键技术

调制解调技术

为了尽可能提高系统的数据传输速率，需要额外的措施来缓解物理设备限制系统带宽的影响。有效的缓解措施可以概括为两类。一种是使用附加组件或使用均衡技术。缓解，具体方法包括在接收端采用蓝色滤光片滤除响应速度较慢的黄光元素，在LED驱动电路模块采用预均衡技术，在接收端采用后均衡技术；第二种方法是使用一种更高效的调制技术，即一个传输的符号可以传达尽可能多的信息。

目前应用于可见光通信系统的调制方式包括开关键控、脉冲位置调制、差分脉冲位置调制、副载波脉冲位置调制、可变脉冲位置调制、色移键控和正交频分复用等. , 下面简单介绍一下目前可见光通信系统中的调制。

可见光通信应用：

1、 依托照明网络深度覆盖，构建高速兼容、绿色低碳、健康安全的新型室内信息网络，激活电力线通信产业，带动照明等下游产业设备、电缆和电线；它将是未来移动通信（5G）解决高速、高密度、深度覆盖问题最具竞争力的手段。

2、无需部署基站，即可提供米级定位精度的低成本室内定位导航系统。可为大型建筑、地下停车场、地下煤矿等提供室内定位服务，同时为超市提供基于位置ID的导购、博物馆解说、广告推送、等信息服务系统。离线绑定服务。

3、可以为医院、机房、船舶、矿山、道路、加油站、油库等电磁敏感或高密度电子设备领域的无线移动通信需求提供有效的解决方案；

4、无需修改融、电。 、线材、船舶等主要传统产业息息相关，带动的产业链较长，潜在市场巨大。

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