JP2011124798A

JP2011124798A - 可視光通信送信装置

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Publication number: JP2011124798A
Application number: JP2009280835A
Authority: JP
Inventors: Fumitaka Murayama; 文孝村山; Hiroyuki Kurokawa; 裕之黒川
Original assignee: Planners Land Co Ltd
Current assignee: Planners Land Co Ltd
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2011-06-23
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: JP5474515B2

Abstract

【課題】ＯＦＤＭ方式を用いて可視光による高速通信を実現可能とした可視光通信送信装置を提供する。
【解決手段】逆離散フーリエ変換部２３で逆高速フーリエ変換したデジタル送信信号を、可視光投光用のＬＥＤ３０が有する非線形の周波数特性を線形に補正するように、補正演算部２４で、予めひずみの逆特性を信号に加えて補正演算する。高周波の周波数帯域のＯＦＤＭ信号を可視光に重畳して送信する場合、高周波の周波数特性にひずみを生じやすいＬＥＤ３０を可視光投光用に使用しても、ＯＦＤＭ信号のスペクトル分布にひずみを生じさせずに、大容量の情報を高速で送信することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空間に照射された可視光を使用して通信を行なう可視光通信用の送信装置に関し、特にＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式を用いて大容量の情報を高速で送信可能な可視光通信送信装置に関する。

電波を通信媒体とした無線通信は、携帯電話網、無線ＬＡＮ、近距離無線通信など多くの分野で使用されている。

しかしながら、電波を媒体として使用する無線通信は、人の近くで送受信を行なう場合、電磁波の人体への影響を考慮して、送信電力を上げることができない。また、無線通信に使用される電波の周波数帯域は、既に多くの使用分野において割り振られ、使用されていることもあって、広帯域の周波数帯を自由に使用することはできない。さらに、病院などの特殊な環境下においては、電波の使用に制限が加えられるなどの制約がある。

そこで、近年、可視光を通信媒体として通信を行う可視光通信が開発され、下記特許文献１などにおいて、可視光に送信信号を重畳してそれを空間光として放射し、放射された光を受信器側で受光し、受光信号から送信信号を復調して通信を行う可視光通信システムが提案されている。
特開２００７−２６６７９４号公報

この従来の可視光通信システムは、照明光として可視光を使用しながら、可視光に高周波信号を重畳させて、照明光による可視光通信を行なうものであり、送信信号を高周波の搬送波に重畳させ、その高周波信号を投光用のＬＥＤ（発光ダイオード）に入力してＬＥＤを発光動作させ、送信信号を重畳した可視光を受信器側に送信するが、この可視光通信システムでは、通信速度が遅く、音声信号や画像信号などの大容量の情報を高速で送信することは難しい。

一方、ブロードバンドのインターネット接続、デジタルテレビ放送などの広帯域デジタル通信の分野において、ＯＦＤＭ方式を使用し、高速で大容量のデジタル信号の伝送を可能とした通信装置が開発されている。このＯＦＤＭ方式のデジタル通信は、デジタル信号を多数の搬送波（サブキャリア）に分割して変調し送信する一種のマルチキャリア伝送方式の通信システムであり、特に、多数のサブキャリアは、周波数軸上で重なりが生じる程度に密に配置しても、相互に直交関係にあって干渉しないため、サブキャリアつまりサブチャンネルのスペクトルを密に配置可能で、周波数利用効率を高くし、大容量のパラレルデータをシリアル化して高速で伝送することができる。

そこで、上述の可視光を通信媒体とする可視光通信送信装置において、大容量のデジタル高速通信を実現するために、ＯＦＤＭ方式を用いてデジタル信号の各ビットにより多数のサブキャリアを変調し、それらのサブキャリアを逆高速フーリエ変換のアルゴリズムを用いて合成し、合成したデジタル信号をアナログに変換して変調された高周波信号とし、その高周波信号をＬＥＤに入力してＬＥＤを発光動作させ、ＬＥＤから可視光を空間光として放射し、可視光通信を行なう可視光通信送信装置が検討された。

ＯＦＤＭ方式を採用する可視光通信システムは、使用する周波数帯域として、例えば２００ｋＨｚ〜４００ＭＨｚと広帯域の周波数帯が、自然界のノイズや商用電源のノイズの影響を受けにくい良好な状態で使用可能とされるが、通信媒体としての可視光は、電波とは異なり、使用可能な周波数帯が既使用により制限されることがなく、任意の周波数帯を使用することができる。このため、例えば、可視光通信に使用されるキャリア周波数として、例えば４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚの比較的広い周波数帯域を使用する場合、このような広い周波数領域の高周波信号を重畳した可視光を放射するＬＥＤは、広い周波数領域で安定した周波数特性をもって発光動作する必要がある。

しかし、ＬＥＤの周波数特性は、通常、図２に示すように、例えば４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚの帯域にあっては、周波数が低いほど発光レベルが高く、周波数が高くなるほど発光レベルが低下する特性を有し、ＬＥＤの周波数特性におけるひずみはかなり大きく発生する。また、ＯＦＤＭ方式の送信信号のスペクトル分布は、非常に緻密に形成されるため、ＬＥＤの周波数特性に伴う非線形要素によりスペクトル分布が変化してひずみが生じた場合、受信器側で正常に信号を復調することが難しくなる。

このため、多数のサブキャリアの合成波である４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚの帯域に分布した高周波信号を送信するＯＦＤＭ方式の可視光通信送信装置では、投光用のＬＥＤから照射される可視光に、そのまま広帯域の高周波信号を重畳して送信した場合、ＬＥＤの周波数特性の非線形要素（ひずみ）により高速のデジタル通信は困難となる。また、ＬＥＤの発光特性（電流電圧特性）が非線形特性を有することから、ＬＥＤの発光輝度に振幅方向のひずみが発生し、変調時に発光輝度の振幅方向に重畳した情報を、受信側で正確に受信できなくなり、高速通信の妨げとなってしまう。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、ＯＦＤＭ方式を用いて可視光による高速通信を実現可能とした可視光通信送信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の可視光通信送信装置は、
直交周波数分割多重方式により送信データのデジタル信号を多数のサブキャリアに分割して変調し、変調された高周波信号を、ＬＥＤの発光動作により照射される可視光に重畳させて、送信データ信号を送信する可視光通信送信装置において、
パケット化された送信データ信号の各ビットを該各サブキャリアに割り当てるように送信データを組み替える送信データ処理部と、
該送信データ処理部から送られる送信データのデジタル信号の各ビットを、各サブキャリアについてデジタル変調する変調部と、
該変調部で変調されたシリアルのデジタル送信信号を、該サブキャリアの数のデータ列にパラレル変換するＳ／Ｐ変換部と、
該Ｓ／Ｐ変換部でパラレルに変換されたデジタル送信信号を逆高速フーリエ変換する逆離散フーリエ変換部と、
該逆離散フーリエ変換部で逆高速フーリエ変換したデジタル送信信号に対し、前記ＬＥＤが有する周波数特性の非線形ひずみに対し、予め該ひずみの逆特性を該信号に加えて補正し、且つ該ＬＥＤが有する電流電圧特性の非線形ひずみに対し、予め該ひずみの逆特性を該信号に加えて補正するように補正演算する補正演算部と、
該補正演算部で補正されたデジタル送信信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、
該Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換された複素データを、サブキャリアの搬送周波数の余弦波と正弦波を用いて直交変調し合成する合成部と、
該合成部で合成され、サブキャリアで変調されたアナログの高周波信号を増幅し可視光に重畳させるように前記ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動部と、
を備えたことを特徴とする。

この発明の可視光通信送信装置によれば、逆離散フーリエ変換部で逆高速フーリエ変換したデジタル送信信号を、可視光投光用のＬＥＤが有する非線形の周波数特性を線形に補正して帯域をイコライジングし、且つＬＥＤが有する非線形の電流電圧特性を線形に補正するように、予めひずみの逆特性を信号に加えてプリディストーション方式による補正演算を行なうので、例えば４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚの高周波の周波数帯域を用いて信号を送信する場合、高周波の周波数特性や電流電圧特性による発光特性にひずみを生じやすいＬＥＤ、つまり周波数が低いほど発光レベルが高く、周波数が高くなるほど発光レベルが低下する周波数特性を有し、且つ、電流電圧特性に非線形ひずみを有するＬＥＤを使用した場合でも、ＯＦＤＭ方式の送信信号のスペクトル分布にひずみを生じさせずに、ＬＥＤの可視光に送信信号を重畳させて、大容量の情報を高速で送信することができ、これにより、受信器側でＯＦＤＭ信号を正常に復調することができる。

ここで、上記ＬＥＤは、可視照明光を照射する灯具に設けられ、可視光を照明光としてＬＥＤが照射するように構成され、照明光の調光を行うために上記デジタル送信信号を補正する補正テーブルが上記補正演算部に設けられ、調光操作に応じて該補正テーブルを変えて、調光に伴うＬＥＤの周波数特性及び電流電圧特性のひずみを補正するように構成することができる。

この発明の可視光通信送信装置によれば、補正演算部が、デジタル送信信号を、ＬＥＤの周波数特性をリニアに補正するように演算補正する際、調光操作に応じて補正テーブルを変え、デジタル送信信号の補正値を調光に応じて変化させ、調光に応じたＬＥＤの周波数特性及び電流電圧特性のひずみ、つまりＬＥＤの発光特性のひずみをリニアに補正することができる。

さらに、上記ＬＥＤ駆動部には上記合成部で合成されたアナログの高周波信号を増幅する増幅器が設けられ、調光操作に応じて該増幅器の直流オフセットレベルを調整してＬＥＤの発光レベルの調整を行なう調光回路を、増幅器に接続することができる。

この発明によれば、調光操作に応じて増幅器の直流オフセットレベルを調整し、照明光としてのＬＥＤの発光レベルを調光することができる。

さらに、上記ＬＥＤ駆動部の増幅器には、ＬＥＤの温度特性を補償してＬＥＤの温度変化に対し照度を一定にする温度補償回路が接続され、検出されたＬＥＤの電流・電圧及びＬＥＤまたはその近傍の温度を検出する温度センサの温度検出信号に基づき、増幅器に信号を出力して直流オフセットレベルを調整する一方、上記補正演算部に補正信号を送り、ＬＥＤの温度変化に対し補正演算部が温度補償を行なうように補正演算を行うことができる。

この発明によれば、例えばＬＥＤの温度が上昇して、その照度が低下したとき、増幅器の直流オフセットレベルを上げて照度を上げる一方、補正演算部においてはＬＥＤの温度変化に対し温度補償を行うように補正演算して、ＬＥＤの温度上昇に伴う照度の低下を抑制し、ＬＥＤの照度を安定化することができる。

さらに、上記ＬＥＤ駆動部には、調光信号に応じてＬＥＤの非線形の電流電圧特性をリニアに補正し、ＬＥＤの照度を安定させる照度安定化回路が設けられ、ＬＥＤドライバの出力電圧に応じて照度安定化回路から上記増幅器に信号を出力してその直流オフセットレベルを調整する一方、上記補正演算部に補正信号を送り、ＬＥＤの電流電圧特性の非線形ひずみを線形に補正するように、予めひずみの逆特性を該信号に加えて補正演算するように構成することができる。

この発明によれば、ＬＥＤの電流電圧特性の非線形ひずみに対し、調光により特性曲線部分が変化したとき、その非線形ひずみを補償するように、上記増幅器に信号を出力してその直流オフセットレベルを調整する一方、補正演算部で補正演算を行い、ＬＥＤの電流電圧特性のひずみ、つまり発光特性のひずみをリニアに補正することができる。

このように、上記可視光通信送信装置によれば、ＬＥＤが照射する可視光が照明光として使用され、調光操作により可視光の照度が調整された場合であっても、その照明光としての可視光の照度を安定化させつつ、大容量の情報を可視光に重畳して高速で送信することができる。

さらに、上記補正演算部に代えて、アナログの帯域補正増幅器及びひずみ補償回路をＯＦＤＭ変調器の出力側に接続し、高周波の帯域補正を行なって、帯域のイコライジングを行い、且つＬＥＤの電流電圧特性のプリディストーション補正を行なうことができる。

この場合、帯域補正増幅器は、ＯＦＤＭ変調され合成されたアナログの高周波送信信号を、ＬＥＤの周波数特性とは逆の傾きの逆特性を付与して増幅するように構成される。また、ひずみ補償回路は、信号回路にアナログ非線形素子を接続し、そのアナログ非線形素子に印加するバイアス電圧を調整して、信号回路に流れる高周波送信信号に対し、ＬＥＤの電流電圧特性とは逆の傾きの逆特性を付加し、ＬＥＤの発光特性をリニアに補正する。
これにより、ＬＥＤの発光特性が、周波数が低くなるほど発光レベルが高く、周波数が高くなるほど発光レベルが低下する周波数特性を有し、且つ、その電流電圧特性に非線形ひずみがある場合でも、ＯＦＤＭ方式の送信信号のスペクトル分布にひずみを生じさせずに、ＬＥＤの可視光に送信信号を重畳させて、大容量の情報を高速で送信することができ、これにより、受信器側でＯＦＤＭ信号を正常に復調することができる。

本発明の可視光通信送信装置によれば、ＯＦＤＭ変調した大容量の送信信号を、空間に照射される可視光に重畳して、安定して高速送信することができる。

本発明の一実施形態を示す可視光通信送信装置の構成ブロック図である。ＬＥＤの発光の周波数特性を示すグラフ図である。ＬＥＤの周波数特性を補正する補正係数のグラフ図である。ＬＥＤの電流電圧特性を示すグラフ図である。他の実施形態の可視光通信送信装置の構成ブロック図である。図５のブロック図におけるひずみ補償回路の回路図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は可視光通信送信装置の構成ブロック図を示している。図１に示すように、可視光通信送信装置は、ＬＡＮなどのネットワークを通して送られるパケットデータを入力し、ＯＦＤＭ変調用にデータを組み換える入力データ処理部１と、入力データ処理部１から送られた送信データ信号の各ビットを各サブキャリアについてデジタル変調し、デジタル変調したシリアルのデータ列をパラレルに変換した後、パラレルデータを逆高速フーリエ変換して時系列データに変換し、それらの時系列データにひずみ補正を加えた後、アナログ信号に変換すると共に合成して送信データ信号をＯＦＤＭ用に変調するＯＦＤＭ変調器２と、ＯＦＤＭ変調器２から送られたＯＦＤＭ変調された送信データの高周波信号を入力し、その高周波信号を増幅してＬＥＤドライバ３３に印加しＬＥＤドライバ３３によってＬＥＤ（発光ダイオード）３０を発光動作させるＬＥＤ駆動部３と、を備えている。

ＬＥＤ３０は例えば図示しない照明用の灯具に装着され、ＬＡＮなどを通して送られた各種の情報信号を照明用の可視光に重畳させて灯具のＬＥＤ３０が照明光を照射し、可視光の到達範囲内に配置される図示しない受信器に対し、情報信号を送信するように構成される。

入力データ処理部１のデータ処理部１３は、ＣＰＵ、メモリ、レジスタなどから構成され、イーサネット(登録商標)インタフェース１１を通して、ＬＡＮから送られた送信用のパケットデータを入力する。そして、データバッファ１２にそれらのバケットデータを一時格納し、さらに、データ処理部１３は、データメモリ１４を用いて、パケットデータをＯＦＤＭ用に組み直し、入出力部１５からＯＦＤＭ変調器２に出力するように構成される。なお、ＬＥＤ３０の調光を行なう調光信号が入力データ処理部１を通して送られる場合、入出力部１５を通して調光信号が調光回路３６に送られる。

ＯＦＤＭ変調器２は、上述のように、送信データ信号の各ビットを各サブキャリアについてデジタル変調するデジタル変調部２１を備え、デジタル変調部２１の出力側に、デジタル変調したシリアルのデータ列を、つまりデータの各ビットを各サブキャリアに割り当てるように、パラレルに変換するＳ／Ｐ変換部２２が接続される。

デジタル変調部２１は、入力データ処理部１から送られたＯＦＤＭ用の送信データ信号を、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＰＳＫなどの変調方式により、デジタル変調し、Ｓ／Ｐ変換部２２は、デジタル変調されたデータ列の各ビットを各サブキャリアに割り当てるように、Ｎ本（例えば１０２４本）のサブキャリアを使用する場合、データ列の各ビットをＮ個のパラレルデータに変換し、そのパラレルデータを逆離散フーリエ変換部２３に出力する。

逆離散フーリエ変換部２３は、離散化されデジタル変調されたＮ個のシンボルデータ列を高速で逆フーリエ変換し、その計算結果を実数と虚数からなる時間領域の複素データとして補正演算部２４に出力する。

補正演算部２４は、ＣＰＵ，メモリ、レジスタなどから構成され、ＬＥＤ３０がもつ非線形の周波数特性及び電流電圧特性に基づく発光特性をリニアに補正するように、予めひずみの逆特性を信号に加えて帯域のイコライジングを行ない、プレディストーション方式の補正演算を行う。

補正演算部２４は、概略的にはＬＥＤ３０がもつ非線形の周波数特性をリニアに補正するように、予めひずみの逆特性を信号に加えて補正し、且つＬＥＤが有する電流電圧特性の非線形ひずみに対し、予めひずみの逆特性を信号に加えて補正演算するように構成される。ＬＥＤ３０の高周波領域の周波数特性は、図２に示すように、周波数が低いほど発光レベルが高く、周波数が高くなるほど発光レベルが低下する特性を有し、また、ＬＥＤ３０の電流電圧特性は、図４に示すように、非線形特性となっている。

この可視光通信送信装置では、４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚの高周波の周波数帯域を用いて、その高周波信号をＬＥＤ３０の発光する可視光に重畳して情報信号を送信するが、ＬＥＤ３０の周波数特性は、図２に示すように、この周波数領域において非線形ひずみを有しているので、このようなＬＥＤ３０の周波数特性のひずみを予め補正するように、補正演算部２４は帯域のイコライジング補正を加える。

補正演算部２４は、逆離散フーリエ変換部２３から出力される複素データの実数と虚数の成分に対し、各々、図２に示すＬＥＤ３０の周波数特性とは逆の傾きの、周波数に対する補正係数のグラフ曲線（図３）を加えて補正する。これにより、補正後の複素データの実数と虚数の成分は、周波数が低いほど小さく、周波数が高くなるほど大きくなるように、帯域のイコライジング補正を行なう。

さらに、補正演算部２４は、逆離散フーリエ変換部２３から出力される複素データの実数と虚数の成分に対し、各々、図４に示すＬＥＤ３０の電流電圧特性とは逆の傾きの特性曲線Ｈａ，Ｈｂを加えて補正する。これにより、補正後の複素データの実数と虚数の成分は、ＬＥＤ３０の持つ電流電圧特性を予め線形に補正するようにプリディストーション補正される。

さらに、この補正演算部２４には、調光回路３６からＡ／Ｄ変換器２８を介して調光信号が入力され、ＬＥＤ３０の温度特性のひずみを補正する温度補償回路３５からＡ／Ｄ変換器２９を介して温度補正信号が入力され、調光信号及び温度補正信号によっても、逆離散フーリエ変換部２３から出力された複素データの実数と虚数の成分をプリディストーション補正するようになっている。

照明光の調光用の調光信号に応じて、及び温度補正信号に応じて複素データの実数と虚数の成分をプリディストーション補正するために、補正テーブルが補正演算部２４に設けられ、調光信号及び温度補正信号に応じて補正テーブルを変え、調光と温度変化に伴うＬＥＤの非線形ひずみをリニアに補正する。

また、ＯＦＤＭ信号は多数のサブキャリアの合成波であるので、サブキャリアの合成によっては、同時に発生する複数の振幅の高い波が合成され、ピーク値の高いピーク波が現れるが、補正演算部２４は、予め閾値を設定し、閾値を超えるピーク波が現れた場合、ピーク波のデータを線形圧縮補正する補正演算を行なうように構成される。

補正演算部２４で補正された実数と虚数の複素データは、各々、Ｄ／Ａ変換部２５，２６に送られてアナログ信号に変換され、この後、各Ｄ／Ａ変換部２５，２６によりアナログ信号に変換された複素データは、合成部２７に送られる。合成部２７で、１対の複素データはサブキャリアの４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚの搬送周波数の余弦波と正弦波を用いて直交変調されて合成され、合成部２７からＯＦＤＭ変調された４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚの高周波送信信号が出力されるようになっている。

このように、ＯＦＤＭ変調器２は、入力データ処理部１から送られた送信データ信号の各ビットをデジタル変調部２１で各サブキャリアについてデジタル変調し、デジタル変調したシリアルのデータ列をＳ／Ｐ変換部２２でパラレルに変換した後、パラレルデータを逆離散フーリエ変換部２３で逆高速フーリエ変換して時系列データに変換する。

そして、それらの時系列データを補正演算部２４にて、ＬＥＤ３０のもつ周波数特性、電流電圧特性などを逆補正するようにひずみ補正を加えた後、複素データの実数と虚数はＤ／Ａ変換部２５，２６に送られ、Ｄ／Ａ変換部２５，２６によりアナログ信号に変換される。アナログ信号に変換された複素データは、合成部２７に送られ、１対の複素データは合成部２７にて、サブキャリアの搬送周波数の余弦波と正弦波を用いて直交変調されて合成され、合成部２７から送信信号がＬＥＤ駆動部３に出力される。

ＬＥＤ駆動部３は、ＯＦＤＭ信号のサブキャリア搬送周波数を持つ送信信号を増幅し、その送信信号によりＬＥＤドライバ３３を動作させて、ＬＥＤ３０を発光駆動する回路から構成される。合成部２７から出力される送信信号はＬＥＤ駆動部３の増幅器３１に入力されて増幅され、増幅器３１の出力側はＬＥＤドライバ３３に接続される。ＯＦＤＭ信号は厳密なスペクトル分布をした信号となるので、ダイナミックレンジが広く直線性のよい増幅器が必要となる。

ＬＥＤドライバ３３には、ＬＥＤ３０を定電流で駆動する回路が使用されるが、図４に示すように、ＬＥＤ３０のＩＶ特性（電流電圧特性）は、ＬＥＤ３０の温度の上昇と共に電圧が低下し、調光により電流が低下したとき、電流が高い場合に比べ、ＩＶ特性曲線の傾きが大きくなるようにひずむ。このため、ＬＥＤ駆動部３には、ＬＥＤの温度補償を行う温度補償回路３５、及び照度を安定して調光動作させる照度安定化回路３４が設けられている。

温度補償回路３５は、ＬＥＤ３０またはその近傍の温度を検出しその温度に基づき増幅器３１の直流オフセットレベルを調整して、ＬＥＤ３０のＩＶ特性によるひずみを補正して温度補償を行なう。照度安定化回路３４は、調光回路３６によりＬＥＤの照度が調光された場合、その調光操作に応じて生じるＩＶ特性のひずみを補正して、照度を安定して調光動作させる。

一方、照明光としても使用されるＬＥＤ３０の照度を調整し調光するために、調光回路３６が設けられている。調光回路３６はＬＡＮから送られる調光信号或いは図示しないリモートコントローラなどから送られる調光信号により調光される。調光信号は増幅器３１に送られ、増幅器３１の直流オフセットレベルを調光信号によって調整し、送信信号のレベルを調整してＬＥＤ３０の照度を変えるようにしている。また、この増幅器３１の直流オフセットレベルは、温度補償回路３５及び照度安定化回路３４からの信号に基づき、ＬＥＤ３０の温度によるＩＶ特性のひずみや調光に伴うＩＶ特性のひずみを補正するように調整される。

図４は、ＬＥＤ３０の電流電圧特性を示すグラフであるが、通常、ＬＥＤの温度係数は約−２ｍＶ／℃であり、高温時のＬＥＤ電圧は低温時のＬＥＤ電圧より低くなり、ＩＶ特性曲線は電圧の低い方に平行移動して照度が低下し、ＩＶ特性曲線の傾きも変化する。このため、ＬＥＤ３０の温度またはＬＥＤ３０の近傍の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサの検出信号に基づき、ＬＥＤ３０の温度と調光に応じて、ＬＥＤ３０のＩＶ特性曲線の非線形ひずみを線形に補正するようになっている。

つまり、図４のＬＥＤのＩＶ特性曲線に示すように、ＬＥＤ３０の温度が上昇した場合、ＬＥＤ３０の端子電圧は低下し、このＩＶ特性曲線はＬＥＤ３０の照度の高さに応じても変化する。このため、送信信号を増幅する増幅器３１の直流オフセットレベルを、調光信号と共に温度信号によっても調整するようにし、ＬＥＤ３０の動作の温度補償及び照度の安定化を行なっている。

温度補償回路３５は、増幅器３１に接続され、ＬＥＤ３０またはその近傍の温度を検出する温度センサの温度検出信号に基づき、また、調光回路３６から送られる調光信号に応じて増幅器３１の直流オフセットレベルを調整する。さらに、温度補償回路３５から補正演算部２４に温度補正信号を送り、ＬＥＤ３０の温度変化に対しプレディストーション方式による温度補償を行うようになっている。

図４のＩＶ特性曲線に示すように、調光信号によりＬＥＤ３０の動作ＩＶ領域が変わり照度が高く或いは低く変化した場合、例えば、照度の高い領域ａでは、電圧Ｖの変化に対し電流Ｉの変化の直線性が比較的良好であるのに対し、照度の低い領域ｂでは、電圧Ｖの変化に対し電流Ｉの変化の直線性が悪くひずみが大きい。このため、ＬＥＤ３０が照度の低い領域ｂで動作中、調光が行われると、照度の高い領域ａのときに比べ、調光操作に応じた調光を行なうことができず、また調光幅も小さくなる。

このため、ＬＥＤ駆動部３には、ＬＥＤ３０の非線形の電流電圧特性をリニアに補正してＬＥＤの照度を安定させる照度安定化回路３４が設けられる。この照度安定化回路３４は、調光回路３６からの調光信号により増幅器３１の直流オフセットレベルを調整して調光する際、図４に示すように、例えば照度の高い領域ａでは、その特性曲線とは逆特性の補正曲線Ｈａをもった補正回路により増幅器３１の直流オフセットレベルを補正し、例えば照度の低い領域ｂでは、その特性曲線とは逆特性の補正曲線Ｈｂをもった補正回路により増幅器３１の直流オフセットレベルを補正するようにしている。

また、温度補償回路３５からは温度に応じた補正信号が、Ａ／Ｄ変換器２９を通して補正演算部２４に送られ、ＬＥＤ３０の温度変化に対してプレディストーション方式による温度補償を行う一方、調光回路３６からは調光に応じた補正信号がＡ／Ｄ変換器２８を通して補正演算部２４に送られ、増幅器３１における直流オフセットレベルの補正と共に、補正演算部２４の補正テーブルを図４の補正曲線Ｈａ，Ｈｂに合わせて選択し、ＬＥＤ３０の温度及び調光に応じて、ＬＥＤ３０の電流電圧特性をダイナミックにプリディストーション補正し、調光できる範囲を大幅に広くしている。

次に、上記構成の可視光通信送信装置の動作を説明する。この可視光通信送信装置は、ＬＥＤ３０を照明用に使用する一方、可視光通信用の投光器として使用するために、例えば室内の天井部分などに取り付けた灯具にＬＥＤ３０を取り付けて使用される。

一方、図示しない受信装置は、ＬＥＤ３０の照射する可視光を受光可能な位置に設置される。灯具のＬＥＤ３０は、室内等の照明を行うと共に、ＬＡＮなどから送られる画像、音声などのデジタル信号を、ＯＦＤＭ変調により可視光に重畳して、後述のように受信装置に送信する。

この可視光通信送信装置が起動すると、入力データ処理部１のデータ処理部１３は、イーサネットインタフェース１１を通してＬＡＮから送られた送信用のパケットデータを入力すると、データメモリ１４を用いて、パケットデータをＯＦＤＭ用に組み直し、それらのデータを入出力部１５からＯＦＤＭ変調器２に出力する。

ＯＦＤＭ変調器２のデジタル変調部２１は、入力データ処理部１から送られたＯＦＤＭ用の送信データ信号を入力すると、例えば６４ＱＡＭなどの変調方式により、送信データ信号の各ビットを各サブキャリアについてデジタル変調し、変調したシリアルのデータ信号は、Ｓ／Ｐ変換部２２に送られる。

Ｓ／Ｐ変換部２２は、デジタル変調されたシリアルデータを入力すると、データ列の各ビットを各サブキャリアに割り当てるように、Ｎ本（例えば１０２４本）のサブキャリアを使用する場合、データ列の各ビットをＮ個のパラレルデータに変換し、そのパラレルデータを逆離散フーリエ変換部２３に出力する。

次に、逆離散フーリエ変換部２３は、デジタル変調されデータ列の各ビットを各サブキャリアに割り当てるように構成されたパラレルのシンボルデータ列を、高速で逆フーリエ変換し、その演算結果を、実数と虚数からなる時間領域の複素データとして、補正演算部２４に出力する。

補正演算部２４は、逆離散フーリエ変換部２３から出力される複素データの実数と虚数の成分を、各々、図２に示すＬＥＤ３０の周波数特性とは逆の傾きの、周波数に対する補正係数のグラフ曲線（図３）または演算式を用いて補正する。これにより、補正後の複素データの実数と虚数の成分は、周波数が低いほど小さく、周波数が高くなるほど大きくなるように、帯域のイコライジング補正が行なわれる。また、この補正演算部２４には、調光回路３６からの調光信号及びＬＥＤ３０の温度特性のひずみを補正する温度補償回路３５からの温度補正信号が入力され、調光信号及び温度補正信号に応じて予め記憶された補正テーブルを選択し、逆離散フーリエ変換部２３から出力された複素データの実数と虚数の成分をプリディストーション補正する。

補正演算部２４で補正された実数と虚数の複素データは、各々、Ｄ／Ａ変換部２５，２６に送られてアナログ信号に変換され、この後、各Ｄ／Ａ変換部２５，２６によりアナログ信号に変換された複素データは、合成部２７に送られる。合成部２７で、１対の複素データはサブキャリアの例えば４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚの搬送周波数の余弦波と正弦波を用いて直交変調されて合成され、合成部２７からＯＦＤＭ変調された４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚの高周波送信信号がＬＥＤ駆動部３の増幅器３１に出力される。

そして、増幅器３１は、ＯＦＤＭ信号のサブキャリア搬送周波数を持つ送信信号を増幅し、増幅された送信信号がＬＥＤドライバ３３に入力され、ＬＥＤドライバ３３はＬＥＤ３０を発光駆動する。これにより、ＬＥＤ３０が発光し、ＯＦＤＭ変調された高周波の送信信号を重畳した可視光がＬＥＤ３０から可視光通信用及び照明用として照射される。そして、図示しない受信装置の受光器がＬＥＤ３０の照射する可視光を受光し、可視光に重畳されたＯＦＤＭ信号を取り込み復調することとなる。

このように、上記可視光通信送信装置は、ＬＥＤ３０を発光させて可視光を照射し、その可視光にＯＦＤＭ信号を重畳させて送信するが、図２に示すように、高周波領域で周波数特性にひずみの生じるＬＥＤを使用しても、補正演算部２４において逆離散フーリエ変換部２３で逆高速フーリエ変換したデジタル送信信号を、ＬＥＤ３０の周波数特性の非線形ひずみに対し、予めひずみの逆特性を信号に加えて帯域のイコライジング補正を行う。このため、例えば４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚのように、高周波の周波数帯域を用いて信号を送信する際、周波数が低いほど発光レベルが高く、周波数が高くなるほど発光レベルが低下する周波数特性のＬＥＤを可視光投光用に使用した場合でも、ＯＦＤＭ方式の送信信号のスペクトル分布にひずみを生じさせずに、ＬＥＤの可視光に送信信号を重畳させて、大容量の情報を高速で送信することができる。また、受信器側では、比較的簡単な回路構成の受信器により、ＯＦＤＭ信号を正常に復調することができる。

また、照明光として使用されるＬＥＤ３０の光が調光回路３６により調光された場合、図４の電流電圧特性曲線に示すように、調光信号によりＬＥＤ３０の動作ＩＶ領域が変わり、照度の高い領域ａでは、電圧Ｖの変化に対し電流Ｉの変化の直線性が比較的良好であるのに対し、照度の低い領域ｂでは、電圧Ｖの変化に対し電流Ｉの変化の直線性が悪くひずみが大きい。このため、ＬＥＤ３０が照度の低い領域ｂで動作中、調光が行われると、照度の高い領域ａのときに比べ、調光操作に応じた高速伝送を行なうことができず、また調光幅も小さくなる。

しかし、ＬＥＤ駆動部３の照度安定化回路３４は、調光回路３６からの調光信号により増幅器３１の直流オフセットレベルを調整して調光する際、図４に示すように、例えば照度の高い領域ａでは、その特性曲線とは逆特性の補正曲線Ｈａをもった補正回路により増幅器３１の直流オフセットレベルを補正し、例えば照度の低い領域ｂでは、その特性曲線とは逆特性の補正曲線Ｈｂをもった補正回路により増幅器３１の直流オフセットレベルを補正する。これにより、調光信号に応じてＬＥＤ３０の調光を安定して行うと共に重畳信号の補正をダイナミックに行なうことができる。

さらに、ＬＥＤ駆動部３の温度補償回路３５は、ＬＥＤ３０の温度を検出する温度センサの検出信号に基づき、ＬＥＤ３０の温度と調光に応じて、ＬＥＤ３０のＩＶ特性曲線の非線形ひずみを線形に補正する。

上述のように、ＬＥＤの温度係数は約−２ｍＶ／℃であり、定電流駆動される高温時のＬＥＤ電圧は低温時のＬＥＤ電圧より低くなり、ＩＶ特性曲線は電圧の低い方に平行移動して照度が低下し、ＩＶ特性曲線の傾きも変化する。しかし、温度補償回路３５は、ＬＥＤ３０の温度またはＬＥＤ３０の近傍の温度を検出する温度センサの検出信号に基づき、ＬＥＤ３０の温度と調光に応じて、ＬＥＤ３０のＩＶ特性曲線（図４）の非線形ひずみを線形に補正し、図４のＩＶ特性曲線に示す如く、ＬＥＤ３０の温度が上昇した場合、ＬＥＤ３０の端子電圧は低下するので、増幅器３１の直流オフセットレベルを、温度の上昇に応じて上昇させ、温度の下降に応じて増幅器３１の直流オフセットレベルを下げるように動作する。これにより、ＬＥＤ３０の温度の変化に伴う照度の不安定さを解消し、ＬＥＤとその駆動部の温度補償を行なうことができる。

また、温度補償回路３５からは温度に応じた補正信号が、Ａ／Ｄ変換器２９を通して補正演算部２４に送られ、ＬＥＤ３０の温度変化に対してプレディストーション方式による温度補償を行う一方、調光回路３６からは調光に応じた補正信号がＡ／Ｄ変換器２８を通して補正演算部２４に送られる。これにより、増幅器３１における直流オフセットレベルの補正と共に、補正演算部２４で補正テーブルを図４の補正曲線Ｈａ，Ｈｂに合わせるように選択し、ＬＥＤ３０の温度及び調光に応じて、ＬＥＤ３０の電流電圧特性をダイナミックにプリディストーション補正し、調光できる範囲を大幅に広くすることができる。

図５は、他の実施形態の可視光通信送信装置の構成ブロック図を示している。この図５の可視光通信送信装置は、アナログ回路により、ＬＥＤの発光特性における帯域のイコライジング補正を行なうと共に、ＬＥＤのＩＶ特性のプリディクトーション補正を行なうように構成される。

すなわち、この可視光通信送信装置では、図５に示すように、上記デジタル方式の補正演算部２４に代えて、図６に示すようなひずみ補償回路４４及び帯域補正増幅器３２が使用される。このひずみ補償回路４４によりＬＥＤ３０の電流電圧特性のプリディストーション補正を行ない、且つ帯域補正増幅器３２により周波数特性のひずみのイコライジング補正を行なう。この可視光通信送信装置における上記図１の可視光通信送信装置と同じ構成と作用のブロックについては、図５に図１と同じ符号を付して、その説明を省略する。

図５に示すように、この可視光通信送信装置では、ＯＦＤＭ変調器２Ａの合成部２７の出力側に、アナログ回路によりひずみのプリディストーション補正を行なうひずみ補償回路４４が接続される。ＬＥＤ３０の電流電圧特性は、図４に示すように非線形を呈し、これにより、ＬＥＤ３０の発光輝度は調光信号に応じてリニアではなく非線形に変化する。このひずみ補償回路４４は、ＬＥＤ３０と同様な非線形の電流電圧特性を有する、アナログ非線形素子としてのダイオードＤ（図６）を使用して、合成部２７から出力される入力信号に、ＬＥＤ３０の電流電圧特性とは逆の傾きの逆特性を付与し、プリディストーション補正を行なうように構成される。

図６に示すように、ひずみ補償回路４４は、信号回路にダイオードＤのアノードを接続し、ダイオードＤのバイアス電圧を、抵抗Ｒを通して印加するように接続し、信号回路の入力側にコンデンサＣ１を接続し、出力側はコンデンサＣ２を介して増幅器３１の入力側に接続して構成される。これにより、ダイオードＤのバイアス電圧は、入力信号に対しＬＥＤ３０の電流電圧特性とは逆の傾きの逆特性（図４のグラフ曲線Ｈａ，Ｈｂ）を付加するように調整される。

これにより、合成部２７から出力されＯＦＤＭ変調された高周波送信信号が、コンデンサＣ１を通してひずみ補償回路４４に入力されると、入力された高周波信号は、ダイオードＤの動作により、図４に示すＬＥＤ３０の電流電圧特性とは逆の傾きの特性を生じるように、予め高周波信号の電流電圧特性がプリディストーション補正され、これにより、ＬＥＤ３０が発光する際に生じるＬＥＤ３０の電流電圧特性のひずみが補償されるようになっている。なお、図６のひずみ補償回路４４ではアナログ非線形素子としてダイオードＤを使用しているが、他のトランジスタなどのアナログ非線形素子を使用することもできる。

また、ＬＥＤ駆動部３Ａでは、増幅器３１に帯域補正増幅器３２を接続し、帯域補正増幅器３２により帯域のイコライジング補正を加えるように高周波送信信号を増幅し、これにより、４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚのように非常に周波数帯域の広い高周波信号を、良好な直線性をもって増幅するようにしている。帯域補正増幅器３２の出力側には、ＬＥＤ３０を発光駆動するＬＥＤドライバ３３が接続される。

ＬＥＤ３０の周波数特性は、図２に示すように、周波数が低いほど発光レベルが高く、周波数が高くなるほど発光レベルが低下するような非線形特性となっている。このために、帯域補正増幅器３２は、このようなＬＥＤ３０の周波数特性の逆特性を信号に加えて帯域補正をしつつ高周波送信信号を増幅するように構成される。

これにより、例えば４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚのように、高周波の周波数帯域を用いて信号を送信する際、周波数が低いほど発光レベルが高く、周波数が高くなるほど発光レベルが低下する周波数特性のＬＥＤ３０を可視光投光用に使用した場合でも、ＯＦＤＭ方式の送信信号のスペクトル分布にひずみを生じさせずに、ＬＥＤの可視光に送信信号を重畳させて、大容量の情報を高速で送信することができるようになっている。

上記構成の可視光通信送信装置は、上記と同様に、逆離散フーリエ変換部２３が、デジタル変調されデータ列の各ビットを各サブキャリアに割り当てるように構成されたパラレルのシンボルデータ列を、高速で逆フーリエ変換し、その演算結果を、実数と虚数からなる時間領域の複素データとして出力する。そして、出力された複素データは、各々、Ｄ／Ａ変換部２５，２６に送られてアナログ信号に変換され、この後、各Ｄ／Ａ変換部２５，２６によりアナログ信号に変換された複素データは、合成部２７に送られる。

合成部２７では、１対の複素データがサブキャリアの例えば４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚの搬送周波数の余弦波と正弦波を用いて直交変調されて合成され、合成部２７からＯＦＤＭ変調された４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚの高周波送信信号がひずみ補償回路４４に出力される。

ひずみ補償回路４４は、その高周波送信信号を入力すると、上述の如く、アナログ非線形素子のダイオードＤによって、その高周波送信信号にＬＥＤ３０の周波数特性とは逆の傾きの逆特性が付与され、プリディストーション方式によるひずみ補償を行なう。

この後、ひずみ補償を行なった高周波送信信号はＬＥＤ駆動部３Ａの増幅器３１に出力され、増幅器３１は、入力した信号つまりＯＦＤＭ信号のサブキャリア搬送周波数を持つ送信信号を増幅する。さらに、増幅器３１で増幅された送信信号は帯域補正増幅器３２により増幅されるが、このとき同時に、帯域のイコライジング補正が行なわれる。例えば、４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚのように非常に周波数帯域の広い高周波信号に対するＬＥＤ３０の周波数特性は、図２に示すように高域で輝度が低下するが、この帯域補正増幅器３２による帯域のイコライジング補正により高域を強調し、ＬＥＤ３０が良好な直線性をもって発光するように、帯域補正増幅器３２において高周波送信信号が増幅される。

増幅された送信信号はＬＥＤドライバ３３に送られ、ＬＥＤドライバ３３はＬＥＤ３０を発光駆動する。これにより、ＬＥＤ３０が発光し、ＯＦＤＭ変調された高周波の送信信号を重畳した可視光がＬＥＤ３０から可視光通信用及び照明用に照射される。

このように、ひずみ補償回路４４は、入力した高周波送信信号に対し、ＬＥＤ３０の図４に示すような非線形の電流電圧特性とは、逆の傾きの逆特性を付与して、プリディストーション方式によるひずみ補償を行なうので、ＬＥＤ３０の電流電圧特性が非線形であっても、その非線形ひずみを補正し、可視光の輝度レベルを一定に保持することができ、可視光に重畳したＯＦＤＭ信号を安定して送信することができる。

また、帯域補正増幅器３２は、ＬＥＤ３０の周波数特性の非線形ひずみを補償するように、予めひずみの逆特性を高周波送信信号に付与し、帯域のイコライジング補正を行う。これにより、例えば４ＭＨｚ〜３４ＭＨｚのように、高周波の周波数帯域を用いてＯＦＤＭ信号を送信する際、周波数が低いほど発光レベルが高く、周波数が高くなるほど発光レベルが低下する周波数特性のＬＥＤを可視光投光用に使用した場合でも、ＯＦＤＭ方式の送信信号のスペクトル分布にひずみを生じさせずに、ＬＥＤの可視光に送信信号を重畳させて、大容量の情報を高速で送信することができる。

さらに、照明光として使用されるＬＥＤ３０の光が調光された場合には、調光回路３６からの調光信号により増幅器３１の直流オフセットレベルが調整されて調光されるが、このとき、ＬＥＤ３０の動作点の電流と電圧は、図４に示すようにグラフ上を変化し、リニアに調光することが難しくなる。しかし、照度安定化回路３４の動作により、ＬＥＤ３０の照度（輝度）が不安定になることは防止される。つまり、ＬＥＤ３０は、図４に示すように、例えば照度の高い領域ａでは、その特性曲線とは逆特性の補正曲線Ｈａをもった補正回路により増幅器３１の直流オフセットレベルを補正し、例えば照度の低い領域ｂでは、その特性曲線とは逆特性の補正曲線Ｈｂをもった補正回路により増幅器３１の直流オフセットレベルを補正する。これにより、調光信号に応じてＬＥＤ３０の調光を安定して行うことができる。

さらに、ＬＥＤ駆動部３Ａの温度補償回路３５は、ＬＥＤ３０の温度を検出する温度センサの検出信号に基づき、増幅器３１の直流オフセットレベルを、温度の上昇に応じて上昇させ、温度の下降に応じて増幅器３１の直流オフセットレベルを下げるように動作し、ＬＥＤ３０のＩＶ特性曲線の非線形ひずみを線形に補正するので、ＬＥＤ３０の温度の変化に伴う照度の不安定さを解消することができる。

なお、上記実施形態では、ＬＥＤ３０を灯具に取り付けて照明光とし、照明光としての可視光にＯＦＤＭ信号を重畳させて情報信号を送信したが、照明光とせずに可視光通信用にのみ使用することもでき、また、調光を行なわずにＬＥＤを使用することも可能である。

１入力データ処理部
２ＯＦＤＭ変調器
３ＬＥＤ駆動部
１１イーサネットインタフェース
１２データバッファ
１３データ処理部
１４データメモリ
１５入出力部
２１デジタル変調部
２２Ｓ／Ｐ変換部
２３逆離散フーリエ変換部
２４補正演算部
２５Ｄ／Ａ変換部
２７合成部
３０ＬＥＤ
３１増幅器
３２帯域補正増幅器
３３ＬＥＤドライバ
３４照度安定化回路
３５温度補償回路
３６調光回路

Claims

直交周波数分割多重方式により送信データのデジタル信号を多数のサブキャリアに分割して変調し、変調された高周波信号を、ＬＥＤの発光動作により照射される可視光に重畳させて、送信データ信号を送信する可視光通信送信装置において、
パケット化された送信データ信号の各ビットを該各サブキャリアに割り当てるように送信データを組み替える送信データ処理部と、
該送信データ処理部から送られる送信データのデジタル信号の各ビットを、各サブキャリアについてデジタル変調する変調部と、
該変調部で変調されたシリアルのデジタル送信信号を、該サブキャリアの数のデータ列にパラレル変換するＳ／Ｐ変換部と、
該Ｓ／Ｐ変換部でパラレルに変換されたデジタル送信信号を逆高速フーリエ変換する逆離散フーリエ変換部と、
該逆離散フーリエ変換部で逆高速フーリエ変換したデジタル送信信号に対し、前記ＬＥＤが有する周波数特性の非線形ひずみに対し、予め該ひずみの逆特性を該信号に加えて補正し、且つ該ＬＥＤが有する電流電圧特性の非線形ひずみに対し、予め該ひずみの逆特性を該信号に加えて補正するように補正演算する補正演算部と、
該補正演算部で補正されたデジタル送信信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
該Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換された複素データを、サブキャリアの搬送周波数の余弦波と正弦波を用いて直交変調し合成する合成部と、
該合成部で合成されたアナログの高周波信号を増幅し可視光に重畳させるように前記ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動部と、
を備えたことを特徴とする可視光通信送信装置。
前記ＬＥＤは、可視照明光を照射する灯具に設けられ、可視光を照明光としてＬＥＤが照射するように構成され、照明光の調光を行うために前記デジタル送信信号を補正する補正テーブルが前記補正演算部に設けられ、調光操作に応じて該補正テーブルを変えて、調光に伴う周波数特性のひずみを補正するように構成したことを特徴とする請求項１記載の可視光通信送信装置。
前記ＬＥＤ駆動部には前記合成部で合成され出力された高周波信号を増幅する増幅器が設けられ、調光操作に応じて該増幅器の直流オフセットレベルを調整して前記ＬＥＤの発光レベルの調整を行なう調光回路を該増幅器に接続したことを特徴とする請求項１記載の可視光通信送信装置。
前記ＬＥＤ駆動部の増幅器には、前記ＬＥＤの温度特性を補償して該ＬＥＤの温度変化に対し照度を一定にする温度補償回路が接続され、該ＬＥＤまたはその近傍の温度を検出する温度センサの温度検出信号に基づき、該増幅器に信号を出力して前記直流オフセットレベルを調整する一方、前記補正演算部に補正信号を送り、該ＬＥＤの温度変化に対し該補正演算部が温度補償を行うように補正演算することを特徴とする請求項３記載の可視光通信送信装置。
前記ＬＥＤ駆動部には、前記ＬＥＤの非線形の電流電圧特性をリニアに補正して該ＬＥＤの照度を安定させる照度安定化回路が設けられ、該ＬＥＤ駆動部のＬＥＤドライバの出力電圧に応じて該照度安定化回路から前記増幅器に信号を出力して前記直流オフセットレベルを調整する一方、前記補正演算部に補正信号を送り、該ＬＥＤの電流電圧特性の非線形ひずみを線形に補正するように、該補正演算部が予めひずみの逆特性を該信号に加えて補正演算することを特徴とする請求項３記載の可視光通信送信装置。
直交周波数分割多重方式により送信データのデジタル信号を多数のサブキャリアに分割して変調し、変調された高周波信号を、ＬＥＤの発光動作により照射される可視光に重畳させて、送信データ信号を送信する可視光通信送信装置において、
パケット化された送信データ信号の各ビットを該各サブキャリアに割り当てるように送信データを組み替える送信データ処理部と、
該送信データ処理部から送られる送信データのデジタル信号の各ビットを、各サブキャリアについてデジタル変調する変調部と、
該変調部で変調されたシリアルのデジタル送信信号を、該サブキャリアの数のデータ列にパラレル変換するＳ／Ｐ変換部と、
該Ｓ／Ｐ変換部でパラレルに変換されたデジタル送信信号を逆高速フーリエ変換する逆離散フーリエ変換部と、
該逆離散フーリエ変換部で逆高速フーリエ変換したデジタル送信信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
該Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換された複素データを、サブキャリアの搬送周波数の余弦波と正弦波を用いて直交変調し合成する合成部と、
該合成部から出力された高周波信号を入力し、アナログ非線形素子を用いて、前記ＬＥＤが有する電流電圧特性の非線形ひずみに対し、予め該ひずみの逆特性を該高周波信号に加えてひずみを補償するひずみ補償回路と、
該ＬＥＤが有する非線形の周波数特性とは逆の傾きの逆特性を該高周波信号に加え、該ＬＥＤの周波数特性をリニアに補正して増幅する帯域補正増幅器と、
該帯域補正増幅器から出力された高周波信号を可視光に重畳させて前記ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動部と、
を備えたことを特徴とする可視光通信送信装置。
前記ひずみ補償回路には、アナログ非線形素子としてダイオードが接続され、ダイオードに印加するバイアス電圧を調整して、回路内を流れる高周波信号に対し、前記ＬＥＤの周波数特性とは逆の傾きの逆特性を付与して該ＬＥＤの周波数特性のひずみを補償する請求項６記載の可視光通信送信装置。