可見光通信信道特性與傳輸方法研究.pdf

1、隨著近年來無線數(shù)字終端市場的迅速發(fā)展，無線數(shù)據(jù)量呈指數(shù)增長，已有帶寬資源已無法完全滿足當(dāng)前的通信需求，無線頻譜資源緊張的問題日益突顯。與此同時，發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）照明技術(shù)憑借其更高的電光轉(zhuǎn)換效率和更長的使用壽命等特點，得到了各國政府的推廣。基于LED的可見光通信（Visible Light Communication，VLC）技術(shù)作為一種新興的無線通信技術(shù)，它的優(yōu)點包括:巨大的帶寬資源;照明的

2、同時提供上網(wǎng)通信功能;無電磁污染;更好的保密性等。
　　本文主要研究了基于正交頻分復(fù)用技術(shù)(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)的室內(nèi)VLC系統(tǒng)。在VLC信道特性分析的基礎(chǔ)上，本文提出了一種適用于VLC的自適應(yīng)OFDM傳輸方法，并搭建了基于現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)的通信鏈路進行功能驗證和性能分析。
　　本

3、文首先對VLC系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分LED光源、無線光信道和光電檢測器(Photo Detector，PD)進行了介紹和建模。三者共同決定了VLC系統(tǒng)的通信性能，為了便于在電域?qū)ο到y(tǒng)進行性能分析，本文提出了廣義可見光信道。廣義可見光信道的頻率響應(yīng)包括LED光源、無線光信道和PD的頻率響應(yīng)。通過對廣義可見光信道的理論分析，提出了廣義可見光信道的頻譜響應(yīng)包絡(luò)不變特性（Response Mask Invariant Characteristic

4、，RMIC）。并通過完整的實驗和分析，驗證了廣義可見光信道的RMIC特性。
　　接著在RMIC的基礎(chǔ)上，本文提出了一種應(yīng)用于VLC系統(tǒng)的自適應(yīng)OFDM傳輸方案。在此基礎(chǔ)上，通過搭建的實驗鏈路對方案進行性能分析，實驗結(jié)果表明，該方案具有較低的復(fù)雜度，且本文的傳輸方案能更好地利用可見光信道的帶寬資源，提升系統(tǒng)的通信性能。
　　最后在前文的基礎(chǔ)上，本文實現(xiàn)了基于FPGA開發(fā)板的VLC傳輸鏈路的搭建。本文給出了鏈路的設(shè)計目標(biāo)并對鏈路