IPPM在白光LED照明和通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　提出一種新的同步方法，當(dāng)系統(tǒng)空閑時(shí)在反向脈沖位置調(diào)制（IPPM）保護(hù)段設(shè)計(jì)了一個(gè)空閑位，解碼時(shí)利用空閑位實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘校正，有效簡(jiǎn)化了解碼的硬件電路。采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）實(shí)現(xiàn) IPPM的編解碼。

　　白光 LED 作為新一代固態(tài)光源， 具有壽命長(zhǎng)、能耗低和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)， 在照明領(lǐng)域應(yīng)用中發(fā)展迅速。 隨著白光 LED 照明技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，在不久的將來(lái)會(huì)占據(jù)照明市場(chǎng) 50%以上的市場(chǎng)份額［1］。LED的開(kāi)關(guān)時(shí)間短，容易實(shí)現(xiàn)高速調(diào)制，因此可以在照明的同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)線可見(jiàn)光通信。 可見(jiàn)光通信具有發(fā)射功率高、不占用無(wú)線電頻譜、無(wú)電磁干擾、無(wú)電磁輻射、保密性好和節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)［2］。 無(wú)線光通信中可利用的調(diào)制方式有很多種， 根據(jù)可見(jiàn)光照明通信的特點(diǎn)，選用具有平均發(fā)射功率高和信噪比大［3］的反向脈沖位置調(diào)制（IPPM）。 在 IPPM 實(shí)現(xiàn)方面，采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）作為信息編解碼芯片，結(jié)合調(diào)制電路和接收放大電路實(shí)現(xiàn)單向單通道基于 IPPM 的白光 LED照明通信。

　1 IPPM

　　為了利用白光 LED 實(shí)現(xiàn)照明和通信的雙重功能，結(jié)合室內(nèi)可見(jiàn)光照明通信的特點(diǎn)， IPPM 表現(xiàn)出很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)［3，4］。 本文選用時(shí)隙數(shù) L=16 的 IPPM，它從結(jié)構(gòu)上看恰與 PPM 相反，其結(jié)構(gòu)對(duì)比圖如圖 1 所示。 實(shí)際應(yīng)用中在每個(gè)幀結(jié)束后需要預(yù)留一定時(shí)間作為保護(hù)時(shí)段［5］。 考慮到可見(jiàn)光通信兼有照明功能，為使通信過(guò)程中照明不受干擾， 我們?cè)?IPPM 保護(hù)段設(shè)計(jì)了一個(gè)空閑位，當(dāng)沒(méi)有信息傳輸時(shí)，PPM 脈沖置于該位置。