RGB-LED可见光通信系统的研究与实现

摘要

VLC(Visible-Light-Communication)可见光通信使用可见光波段进行数据通信,无需进行频谱授权就能使用,可以有效的拓展宽带通信频谱,解决光通信与无线通信网络的共存与兼容问题。本文利用三基色LED光源进行高速调制,利用三基色作为载波,通过室内信道,采用分集接收技术和多维编码算法实现了近距离、高速率数据传输,本论文包含的基本内容如下:
　　1.简单分析了三色LED可见光通信系统的特点,确定了本系统基于ARM7开发系统的总体设计方案,其中包括发射终端、传输链路、接收终端以及软件设计等。
　　2.基于总体方案设计发射终端,其中主要任务是完成LED矩阵驱动电路设计,并对LED的发光原理进行简单介绍。
　　3.对室内可见光通信系统的传输链路进行了建模分析。
　　4.基于总体方案设计了接收终端,其中主要任务是完成了以光电倍增管为光敏元器件的接收终端的设计,并对光电倍增管的工作原理进行了简要分析。
　　5.基于总体设计方案编写软件代码,其中包括帧同步、位同步、TCP/IP协议簇以及以16-PPM作为基调制的多维编码等。
　　在相关数据分析的基础上,搭建了RGB-LED可见光通信系统的硬件平台,最终实现了室内距离3.Om.码速率为1.5Mbps的视频流通信。

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1绪论

1.1引言

1.2问题的提出及研究意义

1.3国内外研究现状

1.4 RGB-LED可见光系统的组成

1.5文章结构

2 发射终端设计

2.1白光的形成方式

2.2 LED发光机理

2.3 LED调制特性

2.4 LED的热特性

2.5 LED驱动设计

2.6本章小结

3传输链路模型

3.1可见光通信系统的传输链路模型

3.2发射端光电流模型

3.3冲激响应

3.4本章小结

4接收终端设计

4.1 滤光片

4.2光电探测

4.3 光电探测电路设计

4.4 本章小结

5 RGB-LED可见光通信系统的软件设计

5.1 网口扩展与初始化

5.2 网络互联协议TCP/IP

5.3同步技术

5.4多维编码

5.5多维编码性能分析

5.6本章小结

6 实验结果

6.1 PING响应

6.2 ARP静态缓存表

6.3字符串的收发

6.4视频流传输

6.5本章小结

总结

致谢

参考文献

附录