LED非线性对OFDM可见光通信系统性能影响分析

"LED非线性对基于正交频分复用可见光通信系统的影响" 在光学通信领域，特别是可见光通信（Visible Light Communication, VLC）中，发光二极管（Light Emitting Diode, LED）是核心组件，因为它们能够同时实现照明和数据传输。然而，LED的非线性特性会对其性能产生显著影响，尤其是当采用正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）这种高效的数据传输技术时。本文主要探讨了这种非线性效应以及它如何影响基于OFDM的VLC系统。 基于带有寄生参数的LED的Shockley方程，研究者考虑了LED的双向饱和非线性模型，同时结合了固态功率放大器的幅度传输模型。这个模型考虑了实际LED的复杂行为，包括其I-V特性中的非线性效应，这通常由LED的内部载流子复合过程引起。此外，模型还考虑了直流偏置电压的作用，它影响LED的发射光强。 通过蒙特卡洛仿真，研究人员分析了LED非线性对OFDM VLC系统性能的具体影响。他们发现，OFDM系统的性能不仅受到LED I-V特性非线性的影响，还与直流偏置电压的选择密切相关。不同的基带调制方式（如幅度键控ASK、频率键控FSK或相位键控PSK等）也会影响系统性能，因为这些调制方式会改变输入信号的形状，进而影响LED的非线性响应。此外，调制信号的切顶比率和切顶方式也对系统性能有直接影响，因为它们决定了信号在通过LED时的非线性失真程度。 切顶是指在信号传输过程中，为了适应硬件限制或避免饱和而对信号峰值进行限制的过程。不同切顶比率和方式会改变信号的峰值电流，从而影响LED的输出光功率分布。因此，优化这些参数对于减少非线性失真并提高VLC系统的误码率性能至关重要。 LED的非线性特性是设计和优化基于OFDM的VLC系统时不可忽视的关键因素。通过深入理解这些非线性效应，并结合适当的模型和仿真工具，可以有效地减轻非线性失真，从而提升VLC系统的整体性能。这为未来VLC在室内通信、物联网以及其他无线通信应用中的广泛应用提供了理论指导和技术支持。