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可见光LED通信系统的性能研究与理论设计

作　者: 张鹏程
导　师: 刘德明；刘陈
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 可见光通信白光 LED无线信道系统性能
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在全球能源短缺的背景下,LED作为一种新型的绿色光源产品,其将取代白炽灯和荧光灯已经越来越被人们所认同,基于可见光LED的通信也就应运而生。可见光LED通信相对于无线电通信有不需申请频谱、无电磁干扰、通信安全等优点,相对于红外通信有不需限制发射功率的优点。目前国内外都在对其进行研究,且主要集中于实验研究,对于理论的研究主要是针对小功率LED进行的,这已不符合当前照明用LED的实际。因此,本论文主要进行大功率可见光LED通信系统的理论分析,同时结合理论分析对发射机和接收机的设计进行探讨。本论文的研究工作如下:(1)对白光LED光谱特性和调制特性进行了研究,讨论了提高荧光粉白光LED调制带宽的两个方法:加蓝色滤光片和优化驱动电路。对于后者,给出了一种基于预均衡技术的驱动电路。(2)在照明约束条件下对室内无线光通信信道进行了建模,获得特定光源、房间和探测器布置下的冲激响应函数;分析了多种因素对系统信噪比的影响,降低系统带宽、提高发射光功率和集中光源都可提高系统的信噪比。(3)对白光LED接收系统的传输特性进行了研究,使其具有根号升余弦滚降特性可消除码间干扰并实现匹配滤波,采用MATLAB对满足上述要求的接收滤波器进行了设计。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 概论  8-12
  1.1 可见光通信的意义  8-9
  1.2 国内外研究进展  9-11
  1.3 本论文的主要研究内容  11-12
2 可见光通信发射端机的研究  12-20
  2.1 白光LED 的特性  12-17
  2.2 白光LED 的驱动电路  17-19
  2.3 本章小结  19-20
3 基于照明约束的可见光无线信道分析  20-47
  3.1 白光LED 的照明布局  20-26
  3.2 无线信道的分析  26-38
  3.3 OOK 基带系统性能的分析  38-46
  3.4 本章小结  46-47
4 可见光通信接收端机的研究  47-57
  4.1 无码间干扰和匹配滤波器  47-52
  4.2 可见光通信的接收滤波器设计  52-53
  4.3 可见光通信系统的接收实现  53-56
  4.4 本章小结  56-57
5 总结与展望  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-63

可见光LED通信系统的性能研究与理论设计

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