[信息与通信]可见光通信.doc

室内可见光通信系统Visible Light Communication，简称VLC）是指利用半导体LED响应速度快的发光响应特性，将信号调制到LED可见光上进行传输，使可见光通信与LED照明相结合构建出LED照明通信两用基站灯，也为光通信提供了一种全新的的宽带接入方式。可见光通信可分为室内可见光通信和室外可见光通信两大类。白光LED 具有功耗低、寿命长、尺寸小、绿色环保等优点，被认为终将取代荧光灯、白炽灯等传统照明光源，成为下一代固体照明光源。和传统照明光源相比，白光LED 又具有响应时间短、具备高速调制的特性。基于白光LED 的室内可见光无线通信系统和网络，可以实现照明和通信的双重作用。目前，可见光通信大多处于实验阶段，虽然整体系统已有实现，但与可见光通信的实用还有一定的距离，系统的各项性能有待进一步优化。 本文正是基于这样一个新的光通信技术而成，全文共分5章。第1章主要介绍了基于LED的室内可见光无线光通信研究的意义，国内外研究现状，以及可见光与自由空间光通信及红外通信的比较。第2章 可见光通信基本理论，主要介绍了室内可见光通信基本原理和可见光通信链路以及可见光通信系统中存在的多经效应和码间干扰，最后确定信道模型。 第3章 室内LED光源布局设计，主要介绍了LED光源相关理论，单芯片LED和多芯片LED的比较，以及LED内部LED灯的个数。第4章 LED光源室内可见光通信系统设计，主要讲述了可见光发射端，接收端系统设计，以及相关的关键技术的选择。 本篇论文在写作过程中参阅了许多国内外研究资料，也借鉴了很多前辈大量的研究成果。由基于作者水平所限，本书本篇论文难免有错误或不当之处，敬请各位老师批评指正。 目 录 绪论 1.1引言 1.2 可见光通信历史及现状 1.3 常用无线光通信的比较 1.3.1 可见光与自由空间光通信相比较 1.3.2 可见光与红外通信相比较 1.4 论文研究的主要内容 可见光通信基本理论 2.1 室内可见光通信基本原理 2.1.2 室内VLC基本原理 2.1.2 室内VLC系统简介 2.2可见光通信链路 2.2.1 室内可见光通信基本链路 2.2.2 室内可见光通信信道模型 2.2.1 多经效应 2.3 本章小结 第3章 室内LED光源布局设计 3.1 LED光源相关理论 3.1.1 LED光源发光原理 3.1.2 LED光源相关特性 3.2 不同数目芯片的白光LED 3.3 光源布局 3.4 本章小结 室内VLC系统设计 4.1 OFM技术 4.1.1 OFM技术简介 4.1.2 基于OFDM的室内VLC系统 4.2可见光发射端设计 4.2.1 ED电路驱动方式 4.2.2 LED高速调制驱动电路 4.3 可见光接收端设计 4.3.1 VLC接收端器件的选择 4.3.2 前置放大电路 4.4 本章小结 第5章 结论 1 绪论 1.1选题背景和意义 20世纪末期，随着全光接入技术的发展以及人们对无线宽带通信的要求，一种大信息容量、部署灵活、维护便利、安全必威体育官网网址的无线光通信技术得到了人们广泛的关注。它为无线宽带接入的部署提供一种更为灵活的解决方案，其应用范围已从军用和航天步入民用领域。无线光通信是一种无线宽带接入技术，是光通信和无线通信技术相结合的产物，它是以光信号为载体，通过大气作为传输媒质来进行光信号传送。当前无线光通信技术有以下几种：自由空无线光通信(FSO)、室内红外线通信和可见光通信(VLC)。FSO一般是利用波长为850nm或1550nm的红外光；室内红外通信一般是利用LED红外光；而VLC则是利用LED可见光。无线光通信是以大气为传输媒质进行光信号传送的，只要在收发两端机之间存在不遮挡视距的路径和足够的光发光射功率，通信即可进行。 无线光通信技术主要分为室外无线光通信和室内无线光通信技术。其中室内无线光通信技术是指将无线光通信应用在室内计算机网络及办公设备通信，室内无线光通信与室外无线光通信主要区别在于信道的不同。地面无线光通信的信道主要收到太阳等自然背景光及大气的影响，大气对光通信的影响主要大气湍流所引起的闪烁以及天气现象所引起的衰减(雾、雨、云等自然现象)。而室内无线光通信的信道主要受到人造光源的影响，比如荧光灯、同光灯等，还有一个对室内高速通信影响比较严重的是由于室内墙壁对光源的反射所引起的对接收信号造成的多径问题，这样对高码率通信会出现码间串扰(ISI)。 如今，高速数掘通信在人们生活中已经扮演着非常重要的角色，人们对高速数据通信的需求在未来将会