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基于白光LED的无线光通信技术研究

作　者: 徐盼林
导　师: 芮义斌; 卞洪元
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 可见光通信 白光LED OOK PIN管 OCDMA
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 22次
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内容摘要


LED灯具有亮度高、寿命长、性能稳定、节省能源等优点,它将成为下一代的照明工具。由于LED的高灵敏度和线性调制特性,因此LED照明系统具有传输信号的能力。与传统的红外和无线电通信相比,LED可见光通信具有发射功率高、无电磁干扰、无需申请频谱资源和室内不会出现数据泄漏等优点。LED照明灯无线通信能够在照明的同时实现通信功能,既节能又减少了重复投资,因此,LED可见光通信系统具有显著的研究意义和较大的发展前景，已被公认为一种新兴的短距离高速无线通信系统,并引起了国内外一些大学和科研机构学者的关注和研究。本文通过对白光LED的结构和功能特性的讨论与分析,研究了白光LED的发光原理、伏安特性、光电转换特性、光谱特性。并分析了室内可见光的通信信道,对其链接方式、通信链路、信道模型进行了阐述。在系统设计方面,调研了PPM的调制原理及OOK和OFDM的调制方式,仿真了OOK调剂解调,同时对光电探测器进行了比较和选择,并通过搭建可见光通信的实际电路来分析白光LED与PIN的响应频率,得出白光LED和PIN管的响应频率分别为100KHZ与100HZ。最后通过采用OCDMA技术来实现用户上行链路通信,并仿真给出了单用户检测下系统误码率与地址码长度、权重、用户数以及判决门限的变化曲线,得出系统的误码率与用户数成正比,与地址码长度、权重、判决门限成反比。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-15
  1.1 室内可见光通信现状  9-10
  1.2 可见光通信技术的优势  10-11
  1.3 白光LED室内可见光通信的关键技术  11-12
  1.4 白光LED室内可见光通信的发展趋势  12-13
  1.5 本文主要研究内容  13-15
2 白光LED的结构与工作特性  15-20
  2.1 白光LED的发光原理  15-17
  2.2 LED伏安特性  17-18
  2.3 光电转换特性  18-19
  2.4 光谱特性  19-20
3 室内可见光通信信道分析  20-27
  3.1 可见光通信系统的链接方式  20-21
  3.2 可见光通信链路及通信信道模型  21-23
  3.3 室内可见光通信衰落分析  23-25
    3.3.1 三类常见的衰落  23-24
    3.3.2 四种主要效应  24-25
    3.3.3 室内可见光通信衰落分析  25
  3.4 接收功率与信噪比  25-27
4 VLC系统的整体设计  27-44
  4.1 光源的选择与布局  27-28
  4.2 LED可见光通信发射端调制技术  28-34
    4.2.1 PPM(脉位调制)  28
    4.2.2 室内可见光通信OOK调制方式分析  28-29
    4.2.3 OOK(二进制振幅键控)调制  29-30
    4.2.4 系统OOK调制解调仿真  30-32
    4.2.5 OFDM调制方式分析  32-34
  4.3 接收端光电探测器的的比较和选择  34-44
    4.3.1 光电倍增管  35-36
    4.3.2 光电二极管  36-38
    4.3.3 雪崩光电二极管  38-39
    4.3.4 探测器的确定  39
    4.3.5 白光LED与PIN管响应频率分析  39-44
5 VLC系统的上行链路分析  44-53
  5.1 OCDMA的特性及光正交码技术  44-45
  5.2 OCDMA光正交编码的构造  45-46
  5.3 OCDMA上行信道模型  46-49
    5.3.1 上行链路设计  46-47
    5.3.2 OCDMA信道模型  47-48
    5.3.3 OCDMA单用户检测  48-49
  5.4 采用OCDMA单用户检测上行链路分析  49-52
  5.5 本章小结  52-53
6 总结与展望  53-54
  6.1 全文总结  53
  6.2 未来展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-57

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 光波通信、激光通信
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