光伏可见光通信中频率响应优化的动态模型
信号处理
2023-05-02 v1
摘要
光伏(PV)组件近来被用于光伏可见光通信(PVLC)中，以实现同步能量收集与可见光通信。基于PV的接收机具有大信号输出、易光学对准与自供电工作的特点。然而，PV组件在用作无源光电探测器时通常存在严重的带宽限制。在本文中，我们系统研究了PV组件的内部阻抗动态及其在不同照度下如何影响频率响应特性。我们提出了一种简化而精确的动态PV模式交流检测模型，以捕捉PVLC接收机的频率响应特性。该模型通过阻抗谱表征方法进行了验证。实验结果表明，PV组件的内阻与电容依赖于入射照度，进而影响PV的频率响应。由于PV组件内阻增大，在低照度水平的室内环境下带宽进一步恶化。通过添加适度局部光照以降低内阻值，可减少工作在近开路电压条件下的PVLC接收机的RC常数。在实际实现中，PVLC接收机将采用负载进行数据恢复。我们表明，调整正向偏置条件可同时降低电阻与电容值。通过等效跨阻的优化，碲化镉(CdTe) PV组件的数据速率在200 lux下实现了3.8倍提升。我们还证明，通过最大化跨阻增益带宽积，5-Mbit/s八电平脉冲幅度调制(PAM8)信号的误码率(BER)可从9.8*10-2降至1.4*10-3。
引用
@article{arxiv.2305.00800,
title = {A Dynamic Model for Frequency Response Optimization in Photovoltaic Visible Light Communication},
author = {Shuyan Chen and Hui Yu and Ni Zhao and Lian-Kuan Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.00800},
year = {2023}
}
备注
6 pages