複数のLED光変調サブキャリアの空間コヒーレンス合成による高速可視光通信

使用多个 LED 光调制子载波的空间相干合成的高速可见光通信

基本信息

批准号：
21K04047
负责人：
中條渉
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Meijo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，多数の発光素子で構成するLED照明やディスプレイを送信機，イメージセンサを受信機に用いる．オンオフキーイングやサブキャリア変調した多数のインコヒーレント光をイメージセンサで個別に受信し，変調光の空間コヒーレンス合成を実現する．2022年度は以下の4つの技術開発を進めた．(1)LED照明光とイメージセンサによる空間合成技術：スマートフォンのディスプレイと室内カメラを用いた空間分割多重技術を進展させて，低輝度化とデータレート向上を図った．低輝度化では高輝度セルサイズを縮小する方法を新たに開発した．従来の低輝度セルよりも広角にわたって安定したシンボル誤り率が得られた．データレート向上では，低輝度の波長分割多重／空間分割多重を開発し，データレートを従来の2倍に向上させた．(2)複眼カメラによる空間合成技術：液晶ディスプレイバックライトによる位相シフトキーイング(PSK)変調の複眼カメラによる信号点の補償技術を開発した．複眼カメラを用いて信号点を補償することで、重畳画像に関係なくPSK変調の信号点のばらつきを抑えられることが明らかとなった．(3)液晶ディスプレイバックライトの空間合成技術：標準画像を重畳した液晶ディスプレイバックライト変調に最適な逆パルス位置変調(I-PPM)の評価を行った．I-2PPM, I-4PPM, I-8PPMのシンボル誤り率を比較し，I-2PPMが画像重畳に適した変調方式であることを明らかにした．(4)ディスプレイ映像に重畳されたデータ信号の空間合成技術：複数の色度成分へデータ信号を重畳するダイバシチ変復調技術を新たに開発し，データ信号を重畳する画像によらず安定した誤り率特性が得られることを明らかにした．また，セグメンテーションを用いてデータ信号を重畳する変復調技術を新たに開発し，同じ通信品質において視覚品質を高く担保できることを明らかにした．

这项研究使用由许多发光元件组成的LED照明和显示器作为发射器，并使用图像传感器作为接收器。经过开关键控和子载波调制的大量非相干光被图像传感器单独接收，并实现调制光的空间相干合成。 2022年度，我们继续开发以下四项技术。 (1) 使用 LED 照明和图像传感器的空间合成技术：我们拥有先进的空分复用技术，使用智能手机显示屏和室内摄像机来降低亮度并提高数据速率。为了降低亮度，我们开发了一种新方法来减小高亮度单元的尺寸。与传统的低亮度单元相比，在更宽的角度上获得了更稳定的符号错误率。为了提高数据速率，我们开发了低亮度波分复用/空分复用，与传统方法相比，数据速率提高了一倍。（2）使用复眼相机的空间合成技术：我们开发了一种使用复眼相机的信号点补偿技术，该技术采用液晶显示器背光进行相移键控（PSK）调制。已经清楚的是，通过使用复眼相机补偿信号点，可以抑制PSK调制的信号点的变化，而与叠加图像无关。 (3)液晶显示器背光的空间合成技术：我们评估了逆脉冲位置调制(I-PPM)，该技术最适合叠加标准图像的液晶显示器背光调制。我们比较了I-2PPM、I-4PPM和I-8PPM的符号错误率，发现I-2PPM是一种适合图像叠加的调制方法。 (4)叠加在显示图像上的数据信号的空间合成技术：新开发的分集调制/解调技术将数据信号叠加在多个色度分量上，无论叠加数据信号的图像如何，都能提供稳定的错误率特性。可以得到我们还开发了一种新的调制/解调技术，使用分段来叠加数据信号，并证明可以在相同的通信质量下保证高视觉质量。