大氣環(huán)境對可見光通信的影響分析.pdf

1、可見光通信(Visible Light Communication,VLC)是一種基于LED逐漸發(fā)展的技術(shù)。隨著LED技術(shù)的快速發(fā)展，近年來可見光通信技術(shù)也逐漸成為研究的熱點。室外可見光通信系統(tǒng)是以大氣環(huán)境為傳輸信道，所以光信號在大氣中傳輸時會受到大氣衰減、背景光干擾以及大氣湍流的影響，其中大氣湍流是主要的影響因素。所以，如何降低湍流效應(yīng)對信息傳輸?shù)母蓴_是探究室外可見光通信的關(guān)鍵難題之一。
　　為減弱大氣湍流對可見光通信的干擾，可

2、以選擇更抗干擾的調(diào)制和編碼方式；再者利用孔徑平均技術(shù)也可以用來抑制光強(qiáng)閃爍。本文具體包括以下研究內(nèi)容：
　?。?）為了解可見光通信系統(tǒng)的工作機(jī)理，首先介紹了整個系統(tǒng)的基本框架，由發(fā)射端、接收端和大氣信道三大模塊組成；分析了幾種典型的調(diào)制方式以及信道編碼技術(shù)的原理，為后面幾章的研究作了理論鋪墊。
　?。?）歸納了室外環(huán)境對可見光傳輸?shù)母蓴_，包括大氣衰減模型、背景光和大氣湍流效應(yīng)，其中具體講述了大氣湍流導(dǎo)致的光強(qiáng)閃爍對可見光通信

3、的干擾。在弱湍流條件下，推導(dǎo)出了光強(qiáng)閃爍的PDF。
　?。?）為了改善大氣湍流信道的光強(qiáng)閃爍對信號的影響，理論上研究了大氣湍流光強(qiáng)閃爍的系統(tǒng)模型，并且針對PPM和DPIM等調(diào)制存在的不足，采用一種新型的可見光通信調(diào)制方式—H-PPM(Head Pulse Position Modulation)。根據(jù)湍流信道的特點，推導(dǎo)出基于H-PPM的可見光通信系統(tǒng)未編碼時與RS(Reed-Solomon)碼糾錯后的誤時隙率公式。通過數(shù)據(jù)仿真對

4、比可得，采取H-PPM調(diào)制和RS編碼相結(jié)合可提高信號的質(zhì)量；另外還研究了孔徑平均技術(shù)?；贓xponentiated Weibull的信道模型，得到誤時隙率的具體公式。利用數(shù)據(jù)仿真對比可得，增大接收孔徑，可以很好地抑制光強(qiáng)閃爍，從而降低系統(tǒng)的誤碼率。
　?。?）最后，針對可見光通信的RS編碼和H-PPM調(diào)制解調(diào)部分進(jìn)行硬件仿真與實驗。以RS(7,3)為例，以Verilog HDL語言為基礎(chǔ)，利用Quartus II9.0軟件實現(xiàn)R