OFDM基于白光LED的可见光通信技术研究(3)

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可见光通信技术是通过LED发出的高速速率调制的光载波信号对信号进行调制和传输,然后利用光电探测器接收光调制信号,并获得信息。可见光数据通信发射端是根据传递信息调制电信号，再利用LED变换成光信号发送出去，接收端利用光电探测器接收光信号，再将光信号变换成电信号[4]。

目前可见光通信的关键技术研究大多处于实验阶段，现有的系统距离实用性还有一定距离，系统的许多关键技术尚未得到很好的解决，各个细节也有待深入研究，将来LED也将朝着能量转换率更高、调制速率更高的方向发展，随着3G技术的使用和LED照明、节能技术的进步，可见光通信必将成为下一代光无线通信的发展方向。论文网

1.2 该课题国内外研究的历史和现状

1.3 论文研究主要内容

在对基于白光LED的室内可见光通信系统基本原理的整体把握的前提下，本文重点研究可见光通信计生户需要解决的关键技术，这些技术有：①光源的选择与布局；②克服码间干扰技术；③可见光信道研究；④光学发射、光学接收技术研究，再对各个关键技术进行深入了解的情况之下，重点研究光源的选择与布局以及光学发射接收技术。

（1）光源的选择与布局

在室内可见光通信系统中，对于光源布局的合理安排，包括光源的个数以及排列规则，既保证达到良好的通信效果，同时保证照明情况符合室内场所照度标准值。

（2）克服码间干扰的技术

一个房间要安装多个LED光源，光源还要经过不同物体的反射和散射以不同路径进入接收机，不可避免地产生多径效应，多径效应在接收解调时产生码间干扰，直接影响了系统通信性能。

（3）可见光信道研究

目前可见光信道模型借鉴室外红外通信模型，分为直射信道和反射信道，在研究接收机接收到的光功率过程中，深刻理解不同信道的增益公式必不可少。

（4）光学发射、光学接收技术研究

光学发射和接收部分是室内白光LED通信的重要组成部分，上行链路和下行链路同时包括了这两部分。光学发射技术主要存在白光LED灯的驱动问题，而对于光学接收技术，主要考虑消除强烈背景光的干扰以及接收机视场角的选择。文献综述

1.4 论文的章节安排

第一章绪论。介绍基于白光LED室内可见光通信技术的研究背景，国内外的研究历史以及现状，简要介绍室内可见光通信系统的关键技术。

第二章室内可见光通信系统结构介绍。在对该系统整体把握的前提下。一一介绍可见光通信系统的内部构造。

第三章室内可见光通信信道分析。对信道模型，可见光链路物理模型展示、通信链接方式和信道的传播特征进行了理解，对信道的阴影效应、多径效应进行分析，给出抑制码间干扰的办法，同时对正交频分复用技术做了理解和分析。

第四章光源的选择与布局。对LED结构和发光原理、功率特性和光谱特性以及调制特性进行理解与把握，再通过公式分析推导出室内白光LED光源最佳布局。

第五章光学发射和接收技术。对光学发射接收端的并行双工通信系统进行总的介绍，再分别具体的分析发射端和接收端的结构功能及其关键技术分析，再对光集中器中所用的透镜进行改进，使用ZEMAX软件设计出菲涅尔透镜并进行仿真分析。

2 室内可见光通信系统整体结构

图2.1所示为室内可见光无线系统的结构图，该系统由计算机、光无线集线器、光无线适配器、白光LED灯、光电探测器及信号处理单元组成。上行链路和下行链路均有发射接收端，上行链路的发射端是用户终端无线适配器上的LED灯，接收端是天花板上的光电探测器，下行链路的发射端是天花板上的白光LED灯阵列，接收端是用户端的无线适配器。该系统的发射端由白光LED阵列以及相应的信号处理单元组成，该系统的接收端主要由光电探测器和相应信号处理单元组成。