基于白光LED的可见光通信系统的设计与实现

【摘要】可见光通信(VLC)是基于第四代环保节能照明光源LED而新兴的一种新型的通信方式。它将载波频率上调到了无线电波中的可见光频段,能极好的解决无线射频通信频谱资源问题。同时,可见光通信可以广泛用于对电磁波敏感的场合,如飞机、医院等。另一方面,可见光通信作为一种新的通信方式,可以与传统射频通信兼容,丰富和增强无线通信接入的方式及效果。现阶段可见光通信已经成为通信领域的研究热点,其应用具有广阔的发展前景。本文针对适用于室内的可见光通信系统进行深入研究。论文首先对白光LED和光电检测(PD)二极管的工作原理及特性进行了阐述,并针对这些特性对可·见光通信系统的性能影响进行了分析；其次,基于室内可见光点对点直射视距(LOS)通信模型,研究了室内信道环境下可见光通信系统信道特性,分析了室内可见光通信链路构成结构,详细阐述了系统各个组成部分所需实现的功能。在此基础上,本文重点研究了适用于室内应用的可见光通信系统的设计与实现方案,提出了一种基于单片机为控制核心、采用IM/DD检测技术的室内可见光通信系统。系统设计包括了硬件电路设计方面的LED驱动电路、信号调制电路,PIN前置放大电路、滤波电路等；嵌入式软件编程方面的PPM调制解调技术算法实现、CRC校验技术的实现等。论文研究搭建了室内可见光通信系统实验平台,完成了室内环境下的文本信息传输,并且对设计搭建的实验系统平台完成了相应的通信性能的测试,针对距离、角度、背景光等信道参数对系统通信性能影响的实验结果进行了分析,获得了对室内VLC原理及系统性能的深入理解。系统测试验证了设计方案的可行性及有效性。论文研究工作为进一步进行可见光通信应用的研究提供了具体的理论依据和实验基础。
【作者】卢圣睿；
【导师】王旭东；杨晓波；
【作者基本信息】大连海事大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】可见光通信；白光LED；信道模型；室内可见光通信系统；

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