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基于LED前照燈車輛可見光通信的驗證

介紹了基于LED前照燈車輛可見光通信（VLC）的驗證過程。

如圖1所示，串行輸入數(shù)據(jù)通過信號調(diào)制映射到LED前照燈。經(jīng)調(diào)制的信號通過光學(xué)無線信道發(fā)送至接收器。由PD（光電檢測器）所接收的數(shù)據(jù)被解碼傳輸?shù)椒糯笃?濾波器和A/ D轉(zhuǎn)換器。

為支持LED前照燈調(diào)光功能，最簡單的方式是使用脈沖寬度調(diào)制（PWM）方案。PWM調(diào)光有助于LED前照燈通過控制發(fā)射光的量滿足正確操作的約束熱量。例如，LED前照燈的PWM控制熱狀態(tài)70%的調(diào)光。盡管可能使用VLC標準的可變脈沖位置調(diào)制（VPPM），但是反相4-PPM可以增加數(shù)據(jù)傳輸速率，相比VPPM能更好地滿足目標調(diào)光水平（75%）。圖2為反相4-PPM方案的信號示例。

圖3a中LED前照燈設(shè)計成滿足光分布調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，如實車所用的照射模式和照射距離。通過操縱20kHz光學(xué)頻率的系統(tǒng)，可以達到超過10kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。圖3b中的接收器包括光電二極管、光圈、鏡頭和彩色濾光片。為延長通信距離，光學(xué)透鏡安裝到圖像探測器上?？紤]到車-車VLC驗證是在白天進行，因此陽光是最主要的噪聲源。然而，圖像探測器作為接收機的重要問題是它難以分離每個光信號、光學(xué)干擾和噪聲。為此，使用彩色濾光片以減小干擾的波長譜，因為太陽光光譜是分布在所有可見光光譜范圍內(nèi)的。彩色濾光片的光譜約為330～600nm。接收器使用飛思卡爾微控制器單元（MCU）。

Jong- Ho Yoo et al. 2013 Fifth International Conference Ubiquitous and Future Networks, Da Nang,Vietnam, July 2-5,2013.

編譯：鮑闞