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．

该研究使用LED照明和显示由许多发光元素作为发射器和图像传感器作为接收器的显示。图像传感器单独接收了大量已开关的键合和子载波调制的不一致的灯，并实现了调制光的空间相干性合成。在2022财政年度，我们继续进行以下四种技术：（1）使用LED照明灯和图像传感器的空间合成技术：我们在使用智能手机显示器和室内摄像机的空间划分多路复用技术方面取得了进展，旨在降低亮度并提高数据速率。已经开发了一种新方法来减少高发光细胞的大小，以降低亮度。比传统的低发光细胞以更大的角度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长的多路复用/空间分级多路复用，并将数据速率提高了两倍。（2）使用复合眼摄像机的空间合成技术：我们已经开发了一种使用复合眼摄像头补偿信号点的技术，用于使用液晶显示背光来进行相移键（PSK）调制。据透露，通过使用复合眼镜来补偿信号点，无论叠加图像如何，都可以抑制PSK调制引起的信号点的变化。（3）用于液晶显示背光的空间合成技术：我们评估了逆脉冲位置调制（I-PPM），这对于与标准图像叠加的标准图像的背光调制非常适合背光调制。比较了I-2PPM，I-4PPM和I-8PPM的符号错误率，以表明I-2PPM是一种适合图像叠加的调制方法。（4）在显示图像上叠加的数据信号的空间合成技术：已开发了一种新的多样性调制和解调技术来将数据信号叠加在多个色素组件上，这表明无论将数据信号叠加的图像如何，都可以获得稳定的错误率特性。此外，已经开发了一种新的调制和解调技术，该技术利用分割将数据信号叠加，表明可以在相同的通信质量下保证视觉质量。