Page 35 - 网络电信2022年4月刊
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光    通    信

            所示，为5只灯源下较为节省功率的方式。如果继续尝试增加灯                         只需调整灯珠功率提升性能，通过对比选取合适的节省能量方
            源，会发现总功率都处于增加状态。因此得出结论，在空间飞                          案。然而本文场景相对而言还是规则的，未来可通过合适的算
            行器长度为5m时选取的灯源数目为5，灯珠功率为0.026W。                       法去分析任意不规则场景下的情况。
                在长度6m的基础上继续每次增加2m，研究长度与灯源数目
            和灯珠功率的关系，一直增加到20m，其关系如表1所示。

             表2 空间飞行器长度与灯源数目和灯珠功率的关系
                                                                 参考文献：
                                                                 [1]  ERGUL O,DINC E,AKAN O B.Communicate to illuminate:
                 飞行器长度（m）         灯源数目        灯珠功率（W）
                       5             4            0.022               stateof-the-artand research challenges for visible light
                       6             5            0.026               communications[J]  Physical Communication, 2015,
                       8             6            0.029               17(9): 72-85.
                       10            8            0.030          [2]  PATHAK  P  H,FENG  X,  HU  P,etal.Visible  light
                       12            10           0.033
                                                                      communication, networking, and sensing: a survey,
                                                                      potential and challenges[J]. IEEE communications
                                                                      surveys & tutorials, 2015, 17(4): 2047-2077.
                4.码间串扰                                           [3]  TANAKA Y, HARUYAMA S, NAKAGAW A M. Wireless
                当信号速率较高时（100Mb/s）需考虑码间串扰的影响                 [18-      optical transmissions with white colored LED for wireless
            19] 。在多光源系统下，码间串扰主要源于反射以及不同光源到                            home links[C].11th IEEE International Symposium on
            同一接收机距离较大而产生的多径效应。此时不再以传统的信                               Personal Indoor and Mobile Radio Communications,
            噪比评价系统的通信性能，而是采用Q因子方式。Q因子被定义                              2000: 1325-1329.
            为在最佳判决点时刻信号与噪声的比值               [20] ，在研究过程中假定       [4]  KOMINE T,NAKAGAW A M. Fundament alanalysis for
            “1”和“0”概率相同。其中，Q因子计算公式如下：                                 visible-light communication system using LED lights[J].
                                                                      IEEE transactions on Consumer Electronics, 2004,
                                                           （5）        50(1): 100-107.
                                                                 [5]  LEE  K,  PARK  H,BARRY  J  R.  Indoor  channel
                公式（5）中，I1为“1”平均电平，I0为“0”平均电平，                         characteristics for visible light communications [J]. IEEEc
            σ21和σ20分别为“1”电平、“0”电平标准方差。                                ommunicationsletters,2011,15(2): 217-219.
                Q因子与误码率关系如下：
                                                                 [6]  SARBAZI E, UYSAL M,ABDALLAH M, et al. Indoor
                                                                      channel modelling  and  characterization  for  visible
                                                           （6）        light  communications[C].  2014  16th  International
                                                                      Conferenceon Transparent Optical Networks(ICTON),
                公式（6）中，R为误码率。通过公式计算可得出在信号速                            2014: 1-4.
                                          -6
            率为100Mb/s时，为使误码率低于10 ，Q的值至少要达到4.8
            ［20］ 。                                               [7]  SHARMA R, KUMARI A C.Performance analysis of
                                                                      rectangular and circular shape building deployment
                当使用Q因子作为评价通信性能时，分析方法以及研究方式
            与采用传统信噪比方式类似，即接收面Q因子达到4.8以上视之                             for an indoor visible light communication system[J].
                                                                      International  Journal  of  Computer  Network  and
            为有效通信区域。
                                                                      Information Security, 2017, 9(7): 11-20.
                五、结语                                             [8]  王加安，车英，吕超，等.基于能量最优的室内可见光通信
                本文为可见光通信研究提出了一种新的应用场景，即空                              LED布局［J］.光学学报，2017，37（8）：806-809.
            间飞行器。而在空间飞行中能量有限，通过对灯源进行合理布                          [9]  赵梓旭，宋小庆，贾胜杰，等.特种车内可见光通信系统
            局，动态分析空间飞行器长度与灯源数目以及每个灯珠的关                                光源布局优化［J］.红外与激光工程，2017，16（1）：
            系，以达到节省总功率目的，在空间飞行器长度以及灯源数目                               230-237.
            一定时通过遗传算法寻找最优布局方式。对空间飞行器内光照                          [10]  中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑照明设计标准：
            以及通信性能进行分析，确保在尽可能节省功率的基础上达到                               GB50034-2013［M］.北京：中国建筑工业出版社，2013.
            通信与照明要求。仿真结果表明，本文方案比传统方案更节省                          [11] TANAKA Y, KOMINE T, HARUYAMAS, et al.Indoor visible
            功率，如在飞行器长度为5m时可节省12%的功率。通过仿真数据                            light transmission syste mutilizing white LED lights[J].
            可以看出，空间飞行器长度每增加2m，需要增加1~2个灯源。                             IEICE Trans, on Communications, 2003,86[8]: 2440-
            对于分析任意长度的飞行器可快速准确得出需要的灯源数目，                               2454.


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