英语原文共 5 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
文献一：来自于《光学与光子学》2013年3月刊，153-157页
基于可见光的实时音频和视频传输系统通信
Yingjie He, Liwei Ding, Yuxian Gong, Yongjin Wang
通信技术研究所、南京邮电大学,南京,中国电子邮件:wangyj@njupt.edu.com
2013接收
摘要：
随着立体饱和照明设备的日益普及,可见光通信(VLC)是全球公认的一个实现短程的先进的和有前途的技术,和大容量无线数据传输一样高速。在本文中,我们提出一个使用廉价的商用发光二极管(LED)灯进行实时音频和视频广播系统的模型。实验结果表明，最大距离为3m的实时高质量的音频和视频可通过适当的布局的来源和改善浓度的影响来进行实现。用以表明接近光源的布局和照度分布之间的关系的在空间环境的照明模型被设计和模拟实现。
关键词:可见光通信;领导;实时视频和音频广播系统;光源安排;照度分部
-
介绍
可见光通信(VLC)于2004被Toshihiki Komine年首次提出,此后随着固态光源的研究推进迅速发展,尤其是发光二极管(led)。VLC的流行很大程度上归功于LED的优点如高亮度、低成本、体积小、低功耗、长寿命和低热量辐射。VLC探讨了不受监管的可见光部分的电磁波谱,充当了一个已建立的射频系统的补充,而不是替代。由于这两种技术互补优势,射频通道超额生产能力的要求可以摆脱并符合VLC网络,使用户能够无缝地访问互联网,同时保持高的Qos级别和避免网络拥挤和延误。为了基于LED的无线通信系统的全双工传输多路存取系统的概念被中川实验室所提出。在证明通过利用LED照明设备替换现有的照明系统的有效性的同时，单工、双工收发器的技术原型也已经被证明了。通过利用用于VLC的300太赫兹的带宽,多gbps的数据速率可以被提供一小段距离,例如,使用在多输入多输出(MIMO)系统中的LED的阵列。除了在家庭环境中的无线连接,在健康、保护和不干扰沟是必要的特定场景通中结合照明和传输的功能也有吸引力的,如医院、地下矿井,在水下,飞机等等。
在本文中,我们开发了一个传输距离大幅增加和信道容量有所改善的VLC原型。履行替代连接线的光学链接可以广泛应用于视频会议,实时视频监控、智能交通系统以及照明和数据传输为服务现代日常生活的需求而被被同时要求的各种实际场景。MATLAB程序是用来模拟两个实际光源部署的照明分布。剩下的文本被如下安排:在第二部分,一个VLC实时视频/音频传输系统的原型被建立。实验结果在第三节进行显示以及分析。第四部分说明了光源布局和基于MATLAB仿真模型内的空间的照度分布之间的关联性。最后,第五部分对整篇文章进行总结。
- VCL系统描述
图1显示了实时视频和音频广播系统的框图,它包含一个与两个光学通道连接的VLC无线LOS。VLC是自由空间光通信,视线(LOS)是在光学无线通信系统中两个点之间的普通链还,传感器将可见光束以一个直接和畅通无阻的路径进行接收。强度调制和直接检测直接采用了数据传输原型。系统构建如图2所示。光发射器是一个简单,提供一个在目前350毫安的电流中的具有107lm光通量的从Cree中的搁板上取出的LED(XLamp MX-6)。反映杯安装在每个LED上，目的是获得更多的平行和集中的光线。被摄像头捕捉到的视频和音频信号是由自行设计放大器扩张,然后通过bias-T电路的帮助分别地叠加到两个LED灯上。因此,输出光线强度的变化与对应信号的变化相一致,这是由于快速的频率响应的LED设备对人眼来说不敏感。两个LED灯之间的距离大约是10厘米,以避免由光源造成的相互干扰。给出的发射机的电路如图3所示。在接收器上,两个高度敏感的硅PIN光二极管(Hamamtsu S6968)用于检测通过两个独立的光学传输通道的光线。同时PDs的方向被要求与反射光束发出的最强烈的部分对准。在检测后,光信号被转换成与由低通滤波器（LPF）放大和过滤的入射光的变化成正比的照片电流。接收器的电路如图4所示。带有USB接口的音频和视频采集模块的目的是将接收到的模拟信号转换成数字信号。最后,在视频编辑器的屏幕上视频和音频被实时播放以等待进一步处理，比如简单的切割、过滤或存储。在原型中,近2米的传输距离可以在没有任何光聚焦措施的条件下实现,同时可以在发射机和接收机之间插入聚焦透镜的帮助下增加到3m。
- 结果和分析
为了测试系统的性能,我们已经传输了一个被摄像头捕捉到的视频信号。视频和音频信号从相机的AV输出端口被提取。通过光传输，高质量的视频和音频通过自行设计有着USB 2.0接口的ADC模块的帮助被恢复和显示在电脑屏幕上。高速渲染、无线传输和实时性能意味着更少的等待时间和更多的时间去创造。图5显示了通过光通道传输前后的视频信号的波形。图片显示在图6中清楚地表明,在实验室中信号通过光通道可以在没有镜头的情况下在2m时通过空气实时恢复。比较收到的原始图像时，一些扭曲仍然存在,也许是由于光电转换的过程中,信号放大或背景噪音的引入。为了提高系统性能,来自网络摄像头的模拟信号应该在光学无线传输之前被转换成数字信号。
- 建模和设计一个室内的VLC系统
VLC发展的最终目标是在家庭环境中的应用无线网络来满足照明和数据传输的需要的现成的LED的应用。以上介绍的与被数组取而代之的单一LED一起的原型,能够支持照明、数据广播以及监控。在论文中,我们模拟一个5 * 5 * 3(m)大小的空间。研究在实际场景中LED的照度分布系统,位于天花板上的两种类型的光源安排被模拟,并被讨论，结果如图7所示。为了广场和周围部署的LED阵列的协调位置分别是(1.05:0.1:1.55，1.05:0.1:1.55，3)和(2.5 r*cos((0:1:17 0.5)*pi/36),2.5-r*sin((i 0.5)*pi/36),3)。其中,1.05:0.1:1.55表明在坐标中的取值随0.1m的步长所增长,0:1:17意味着步长被假设为1m。i的取值是1:1:18并且两个半径分别设置为R1=2.15m，R2=2.35米。假设LED的辐射符合传感器的模式并且墙上的光反射不被考虑。水平照度光(x,y,z)是由
E(x,y,z)=I(0)cos^m(Phi;)/Dsup2;·cos(Psi;) (1)
确定的，其中I(0)是LED的发光强度的中心，Phi;是辐照度的角度，Psi;是入射角，D是LED发射机和接收机之间的距离,m是传感器的发射的顺序，是由
M=-㏑2/㏑(cosphi;frac12; ) （2）
确定的，其中phi;frac12; 是半功率[7,8]的半角度。MATLAB仿真规格表1中所示。两种不同的光源的照度分布的模拟安排如图8所示。广场布局的最大和最小值分别为310.59 lx lx和823.42。图8(b)给出了一轮部署最大值为321.79 lx和最小值为592.92 lx的仿真结果。给出了仿真结果一轮部署321.79 lx的最大值和最小值592.92 lx。考虑到国际标准化组织的灯光照明需求是从300 lx 到1500 lx,在这里提出的两个光源的安排能满足照明的共同要求和基于仿真结果的通信。此外,为圆LED灯安排的照度比从仿真图推断的平方协议的LED灯安排更加均匀分布,所以这一轮部署的灯光效果应该是在这种情况下更好的那种类型。
- 结论
在本文中,我们提出了一个使用商业LED灯的实时视频和音频广播原型。详细说明了系统的设计和已出现的实验结果。结果表明,传输3m距离的高质量的视频/音频图像可以被实现，同时可以通过添加发射机和接收机之间的聚焦透镜进行改进。尽管比较图像传输前后，扭曲仍然存在,但它还是表明使用LED的高质量的无线光传输是成功的。在模拟室中，在两个光源的安排下，照度分布被模拟和比较。未来的工作将集中在实时数字视频/音频传输，以及通信链路可以连接到一个TCP / IP网络上。
- 感谢
这项工作是由国家自然科学基金委(11104147),江苏973项目(Bk2011027),研究项目(NY211001 BJ211026)共同支持的。
文献：
[1]鑫林,Kenichi IKAWA、Kazutoshi HIROHASHI,中川实验室,Inc .”高速全双工led使用可见光无线通信的多路存取系统”,第二国际MultiConference工程和技术创新,2009年。
[2]T. D. C. Little, P. Dib, K. Shah, N. Barraford and B. Gallagher,“为了无处不在的室内无线网络,使用LED照明”IEEE无线和移动计算国际会议。
[3]Y. A . Alqudah和m . Kavehrad,”米姆描述室内无线光学链接使用漫透射配置,“IEEE通信,51卷,9号,第1560 - 1554页,1554年。doi:10.1109 / TCOMM.2003.816945
[4]Z. Lubin, D. Orsquo;Brien, M. H. Le, G. E. Faulkner, L. Kyungwoo, J. Daekwang, O. YunJe and W. E. Tae”高数据率多输入多输出(MIMO)光学无线通信使用白光LED照明、“IEEE在选定地区通讯》杂志上27卷,9号,第1662 - 1654页,1654年。doi:10.1109 / JSAC.2009.091215
[5]D. K. Son, E. B. Cho and C. G. Lee,”可见光的音频和视频传输的通信链路的证明,“光子学全球会议(PGC),pp1 - 4,2010年。doi:10.1109 / PGC.2010.5706094
[6]J. Rufo, J. Rabadan, F. Delgado, C. Quintana and R. Perez-Jimenez,”通过LED照明设备对视频传输进行实验评价,“电子消费、IEEE事务,56个卷,3号,第1411 - 1416页。doi:10.1109 / TCE.2010.5606277
[7]H. Q. Nguyen, J. H. Choi, M. Kang, Z. Ghassemlooy, D. H. Kim, S. K. Lim, T. G. Kang and C. G. Lee,”基于matlab仿真程序对于室内可见光通信系统,“通信系统网络和数字信号处理,537 - 541年,537页。
[8]J. M. Kahn and J. R. Barry,“无线红外通信”《IEEE学报》,第298 - 265页,265年。doi:10.1109/5.554222
[9]J. Rufo, F. Delgado, C. Quintana, A. Perera, J. Rabadan and R. Perez-Jimmenez,”可见光光学视频传输通信系统,“微波和光学技术文献52卷,7号,第1576 - 1572页,1572年。doi:10.1002 / mop.25236
文献二：来自于《ISCE》2014年7月22日至25日，546-547页
开发可见光双模无线数字会议系统通信
Liang-Bi Chen, Jui-Hsiang Chang, Chung-Heng Chuang,
Chaio-Hsuan Chuang, Yung-Chang Tseng, Chih-Lin
Hung, and Chao-Wen Wu
BXB Electronics Co., Ltd.
Kaohsiung, Taiwan
liangbi.chen@gmail.com
摘要
这篇论文提出了一种采用双模(项白光LED和红外线)可见光通信(vlc)无线技术的无线数字会议系统,它的下行通信使用白光LED传输和上行通信选择红外传输。相比传统基于无线电频率的无线数字会议系统,我们提出基于可见光通信的无线数字会议系统可以实现没有监管,没有电磁干扰,用眼安全、安全与用室内LED照明所集成的效益。
关键词：数字会议系统；电气与电子工程协会802.15.7；基于LED的光线通信；无线光线通信；可见光通信（VCLs）；
- 介绍
最近,基于无线的数字会议系统一直在关注现代会议的领域.基于无线的技术有很多优势,例如,无线没有电缆铺设或孔钻,因此,相比基于有线的会议系统，基于无线的系统可以减少许多的安装成本,会议也容易规划。此外,尤其是对于许多现代豪华酒店不愿意安装基于有线的数字会议系统,因为基于有线的数字会议系统会破坏原来在会议室的装饰。
在当前的市场基于无线的数字会议系统已经被开发出来了。以博世公司为例子,它提出了一种基于无线信号i射频技术发展的无线数据通信网络的系统。泰威提出了一种Confidea无线会议系统,也是基于无线信号射频技术的。然而,这种基于无线电频率的无线会议系统不太稳定,因为无线信号很容易受干扰。此外,基于无线电频率的无线数字会议系统也容易受到监视和泄漏。因此,出于安全考虑,基于无线电频率的无线数字会议系统似乎不适合高机密的要求，如国防部等单位。
面对这样的问题,在当前市场为了满足高机密单位的要求，基于红外(IR)的无线数字会议系统被发展了起来。然而,红外线是不可见光，不容易接收
全文共7734字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[154381]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
