基于灯光载波技术的家庭立体音乐厅

1一、项目简介随着人们对高速、宽带的多媒体通信的需求日益增加，电磁波的可用频带范围已经变得越来越有限，而LED可见光无线通信利用光频段传输信息，具有宽广的通信带宽，避免了电磁波干扰冲突而又无需申请频段使用执照，能满足下一代多媒体通信的要求。随着具有节能、环保、使用寿命长等优点的LED照明灯的普及以及各种关键技术的不断进步和完善，LED可见光通信有望成为新的通信传输方式。目前的家庭音乐厅布局，其要将各个音箱与音源进行有线连接，由于家庭环境与布局的影响，有线连接实现起来困难。近些年也有很多对于无线音响系统的研究，但是其利用的是射频通信和红外通信，考虑到其对于人体的损害会较大，所以对于发送装置的发射功率做了严格控制，而其发射功率也严重限制了系统性能。为此，本研究团队在学校附近的居住家庭进行了充分调研，并对附近市场上的无线音箱销售情况进行调查之后，提出了本创新项目。本项目将音乐信号加载在常见灯光中进行近距离传输，形成家庭音乐厅的信号通信网络，利用灯光结合音乐营造出一种家庭音乐厅的氛围。利用LED灯光进行信息传输不仅省去了布线的成本和麻烦，音源布局灵活可变，而且环保安全，同时也缓解了电磁波通信的频带资源紧张问题。该种音乐厅将是未来音乐厅的发展趋势。二、项目的内容21立项依据针对可见光无线通信技术，本研究团队立足于无线家庭音乐厅研究，提出了“基于灯光载波技术的家庭立体音乐厅”。22项目意义本项目拟研发的LED灯光载波家庭立体音乐厅具有以下意义：

21）照明、声音传输有效融合。白光LED具有高亮度、低功耗、使用寿命长、尺寸小、绿色环保等优点，被视为第四代节能环保型的照明光源，现在还可以利用其响应灵敏度高、调制特性好的优点在照明的同时将音频信号调制到LED可见光上进行传输，提高了LED可见光的利用率。2）传输速率高，安全环保。白光LED发出可见光，发散角较大，可以在大范围内安全传输信号，并且减少电磁辐射对环境的影响。另一方面，由于利用的是照明光源，与自然光一致，因此在一般情况下无需限制发射功率。和自由空间光以及红外光相比也不占用无线电带宽。3）音乐厅布局及声效改变灵活。本项目拟设计的音乐厅采用无线方式发送与接收音频信号，在音乐厅布局上能给用户更大的调整空间，而且从用户听觉感受出发，可以随时调整音箱位置来灵活地改变声效，使用户得到最佳的听觉享受。23项目的研究内容及目标目前的家庭音乐厅布局，其要将各个音箱与音源进行有线连接，由于家庭环境与布局的影响，有线连接实现起来困难。近些年也有很多对于无线音响系统的研究，但是其利用的是射频通信和红外通信，考虑到其对于人体的损害会较大，所以对于发送装置的发射功率做了严格控制，而其发射功率也严重限制了系统性能。故本项目利用LED灯光载波技术去解决这些问题。本项目主要是对多载波无线发送装置以及光接收装置的研究，设计能将多路音频信号与光载波信号调制并发送的装置以及所对应的光信号接收装置。本项目的研究内容主要有以下3点：（1）基于灯光通信载波调制与控制技术的研究调制方式的好坏将决定整个音频传输系统的性能，所以对其选择十分严格。选择调制方式要以频谱利用率和误码率之间的最佳平衡为原则。选择以满足一定误码率的最佳调制方式可以获得最大的频谱效率，无限多径信道的频率选择性衰落会导致接收信号功率大幅下降，经常会达到30dB之多，信噪比也随之大幅下降。为了提高频谱利用率，应该使用与信噪比相匹配的调制方式。在调制编码时