为更好地推进新工科建设,培养具有跨界整合能力的工程科技人才,提出一种交叉创新型模拟电路实验教学方法,设计了厚基础、活模块、多学科、主题式和创新型的实验教学内容,应用TBL-RBL(Team Based Learning-Research Based Learning)双轨教学法,融合光学、信号与信息处理等多学科的知识,以基于红绿蓝的发光二极管(RGB-LED:Red Green Blue-Light Emitting Diode)的可见光通信系统设计实验案例为例,阐述了模拟电路实验教学中交叉创新型实验的设计方法。实验案例表明,学科交叉创新实验可开阔学生的视野,培养学生解决复杂工程问题的能力和创新能力。
为提高可见光通信系统的传输速率,利用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)调制技术,设计并实现了基于DSP(Digital Signal Process)处理器的可见光通信系统发送器。硬件系统主要由DSP电气平台、D/A(Digital/Analog)转换电路与Bias-tee/LED(Light Emitting Devices)驱动电路构成。软件系统采用16PSK调制方式对OFDM子信道进行编码,以增强系统的抗噪声能力,使之不易受信道特性变化的影响。实验结果表明,该发送器可实现OFDM数据帧发送,在调制方式为16PSK、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)计算为16阶基2快速傅里叶变换算法时,发送端的有效数据传输速率为18 kbit/s。负载阻值越大,发光二极管驱动电路OFDM输出信号的波形失真越小。将OFDM技术移植到可见光通信系统的研发中,不仅能提高系统的数据传输速率,同时还能有效抑制因信道衰落和延迟而引起的符号间干扰(ISI:Inter-Symbol Interference)及载波间干扰(ICI:Inter-Carrier Interference)。
