Visible Light Communication System Using Low-speed Image Sensor and Two-dimensional Optical Scanner
Visible Light Communication System Using Low-speed Image Sensor and Two-dimensional Optical Scanner
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使用低速图像传感器和二维光学扫描仪的可见光通信系统
DOI：
10.1109/icspcs47537.2019.9008649
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
and Naoto Wakatsuki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ryunosuke Kurimoto;Tadashi Ebihara;Koichi Mizutani;and Naoto Wakatsuki
可见光通信（VLC）是一种光学无线通信方案，在室内导航和车辆间协作方面具有潜在用途。为了使用商业设备（例如智能手机）有效地接收数据，我们提出了一种在接收器 (Rx) 处使用低速图像传感器和一维光学扫描仪（多边形镜和 MEMS 镜）的 VLC 系统。在该系统中，当快速闪烁的光入射到 Rx 时，光学扫描仪将光转换为点划线，使 Rx 能够在一帧内接收以高频调制的多个位。然而，在信号源和噪声源存在于同一扫描方向的情况下，扫描信号与扫描噪声在图像传感器上重叠。在本文中，我们通过使用二维光学扫描仪（振镜）来解决这个信噪干扰问题。在我们改进的 VLC 系统中，Tx 向 Rx 发出快速闪烁的光。 Rx 在通信之前测量信号源和噪声源之间的位置关系。然后，Rx 使用检流镜扫描入射光，建立检流镜的扫描方向是为了最大限度地减少信噪干扰。我们改进的系统的性能在实验中进行了评估。实验结果表明，改进后的系统可以减少信号和噪声之间的干扰，同时提供卓越的通信质量。
Visible light communication (VLC) is an optical wireless communication scheme that has potential uses in indoor navigation and in cooperation among vehicles. To receive data efficiently using commercial devices (e.g., smartphones), we proposed a VLC system using a low-speed image sensor and a one-dimensional optical scanner (polygon mirror and MEMS mirror) at a receiver (Rx). In this system, when a rapidly blinking light is incident to the Rx, the light is converted to a dotted and dashed line by an optical scanner, enabling the Rx to receive multiple bits modulated at a high frequency within one frame. However, a scanned signal overlaps with a scanned noise on the image-sensor under the condition that the signal and noise sources exist in the same scanning direction. In this paper, we address this signal-to-noise interference problem by using a two-dimensional optical scanner (galvo mirror). In our improved VLC system, the Tx emits a rapidly blinking light to the Rx. The Rx measures the positional relationship between the signal and noise sources prior to the communication. Then the Rx scans the incoming light using a galvo mirror, whose scanning direction is established to minimize the signal-to-noise interference. The performance of our improved system was evaluated in experiments. The experimental results suggested that the improved system could reduce interference between signal and noise while providing superior communication quality.
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