基于脉冲调制的室内可见光无线通信系统研究

摘要

信息技术日新月异的今天,虽然光纤到户已经成为可能,但仍然面临着“最后一公里”的问题,即如何实现信息的高速光接入。同时,随着半导体照明技术的发展, LED照明也成为了未来的趋势。LED具有高速调制的特性,可以把调制信号加载到LED上,将信号以可见光的形式发送出去;在接收端采用见光探测器对光信号进行提取接收,并进行数据恢复。采用脉冲调制解调方式,对室内可见光通信系统展开深入研究,旨在将LED照明与室内无线光通信相结合,为室内高速光接入提供一种新的方式。
　　本论文从以下三方面进行了详细研究:
　　(1)室内可见光通信系统总体设计。包括调研国内外研究进展,对室内可见光通信系统组成进行模块分析;对室内可见光通信系统关键技术进行研究,主要有信源下载、大功率LED驱动、高速调制方式的实现等;
　　(2)室内可见光通信系统相关 verilog程序语言的编写与测试。选用脉冲调制方式并完成原理分析,尝试在 FPGA平台上完成脉冲调制解调。包括信号产生模块、时钟提取/数据恢复模块、载波输出模块等等。测试结果表明,在FPGA上实现OOK调制解调能满足10Mbps通信需求,且节省硬件资源。
　　(3)室内可见光通信实物系统搭建。包括可见光通信发射与接收系统两部分,完成硬件电路的模块分类与电路设计,并进行模块电路电学光学参数计算。此外还有接收电路的噪声分析和处理,以及灵敏度计算。对硬件电路的测试结果表明,接收与发送电路均能满足10Mbps的OOK通信需求。

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1 绪论

1.1 课题的背景及意义

1.2 课题的国内外研究概况及发展趋势

1.3 课题目标及研究任务

2 系统方案设计及关键技术分析

2.1 系统方案设计

2.2 系统方案说明

2.3 关键技术分析

2.4 本章小结

3 脉冲调制软件设计

3.1 脉冲调制与解调原理

3.2 脉冲调制与解调软件设计

3.3 本章小结

4 可见光通信系统硬件设计

4.1 发射系统电路组成

4.2 接收系统电路组成

4.3 接口类型及电平转换

4.4 电路噪声及灵敏度分析

4.5 本章小结

5 系统测试与调试结果

5.1 发射部分硬件系统测试

5.2 接收部分硬件测试

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献