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基于正交频分复用的室内可见光通信系统研究

作　者: 叶胜
导　师: 刘陈
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 可见光通信 正交频分复用 白光LED 现场可编程门阵列
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 21次
引　用: 0次
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内容摘要


移动互联网已经成为当今社会的潮流。人们随时随地的接入宽带网络已经成为现实，但是仍然没有一个让各国都公认的最有效的解决方案。LED具有很多的优势，被誉为下一代节能环保型照明产品。同时，LED作为半导体光源还具有很高的调制带宽和响应度。室内可见光通信系统就是基于大功率白光LED设计的，该系统的目标是在实现基本的室内照明的同时，附加室内宽带无线接入功能，即将LED当作照明设备又作为通信系统的发射机。若联合电力线通信技术进行传输，在现有的家庭线路基础上进行最小范围的布线就可以实现组网，从而为宽带接入提供一种新的方案。本论文从以下三个方面对室内可见光通信系统进行了详细的研究：（1）可见光通信系统整体方案的设计和软件建模。介绍了整个系统的原理框图，然后对其进行了软件建模，给出了通信系统发送端和接收端的时域波形图与星座图，结果表明可见光通信系统能够完成调制和解调从而实现信息传输。（2）可见光通信系统发送与接收电路的设计和测试。从系统的角度具体分析了发送和接收电路的设计，并且进行了测试，测试结果显示发送电路中的数模变换器可以将数字信号转换成模拟信号，模拟OFDM信号经过放大与直流偏置叠加共同驱动LED发光；接收电路中光电探测器能够实现光电变换，跨阻放大器将电流信号转换成电压信号，电压信号通过前置放大器进行处理为送入模数变换器做好准备。（3）可见光通信系统物理层传输方案的设计和仿真。本课题采用正交频分复用技术作为通信系统物理层调制方案。分别对调制部分各个模块进行了编程、仿真，仿真结果正确，符合要求；然后对各模块级联起来下载到FPGA上测试，结果显示产生的OFDM信号周期正常，时序正确，和仿真结果一致，符合设计要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 可见光通信研究的背景及意义  8-9
  1.2 课题国内外研究现状和研究趋势  9-11
  1.3 课题研究目标及研究内容  11-12
2 可见光通信系统整体方案设计和建模  12-30
  2.1 可见光通信系统方案设计  12-15
  2.2 可见光通信系统软件建模  15-26
  2.3 可见光通信系统仿真  26-29
  2.4 本章小结  29-30
3 可见光通信系统发送和接收电路设计  30-44
  3.1 发送电路设计  31-38
  3.2 接收电路设计  38-42
  3.3 本章小结  42-44
4 可见光通信系统调制方案实现  44-57
  4.1 正交频分复用技术的介绍  44-47
  4.2 正交频分复用调制部分的 FPGA 实现  47-56
  4.3 本章小结  56-57
5 可见光通信系统测试  57-62
  5.1 发送电路测试  57-58
  5.2 接收电路测试  58-60
  5.3 本章小结  60-62
6 总结与展望  62-65
  6.1 论文总结  62-63
  6.2 工作中的不足与展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-69

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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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