本文關(guān)鍵詞：可見光通信收發(fā)模塊的設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：近年來,可見光通信技術(shù)(VLC)展現(xiàn)出極大的潛力。VLC是利用發(fā)光二極管等可見光源以人眼感知不到的高速亮度變化來傳遞數(shù)字信息的一種通信方式。相較于傳統(tǒng)的射頻無線通信以及其他頻段的光通信,VLC具有高安全性、高發(fā)射功率、無需頻譜證等很多優(yōu)勢。當(dāng)前,國內(nèi)可見光通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈尚未完全形成,為加快光通信產(chǎn)業(yè)鏈在可見光通信技術(shù)研發(fā)方面迅速跟上國際上蓬勃發(fā)展的步伐,急需在改善和增強(qiáng)可見光通信的各項性能指標(biāo)上實現(xiàn)技術(shù)突破。為實現(xiàn)可見光通信系統(tǒng)性能指標(biāo)的突破,需要實驗平臺的支持,但目前設(shè)備廠家生產(chǎn)的成型模塊無法滿足實驗內(nèi)容的需求。設(shè)計制造擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的可見光通信實驗系統(tǒng),對促進(jìn)我國可見光技術(shù)發(fā)展有著長遠(yuǎn)意義。處于可見光通信物理層部分的收發(fā)模塊信號傳輸質(zhì)量直接影響整個系統(tǒng)的性能。本文通過分析可見光通信系統(tǒng)的重要電路原理,確定電路關(guān)鍵參數(shù)的選定方法,并最終根據(jù)分析得出的結(jié)果制作出滿足實驗需要的收發(fā)模塊。本文就收發(fā)模塊中光電檢測電路、微弱信號放大電路、低通濾波器以及輸入信號電流放大電路等部分進(jìn)行了分析,并利用仿真與理論計算結(jié)合方法獲得收發(fā)模塊電路各部分的重要參數(shù)。以理論計算為基礎(chǔ),結(jié)合實驗室現(xiàn)有器件水平,進(jìn)一步設(shè)計和制作收發(fā)模塊實物。最終通過對模塊進(jìn)行傳輸距離和傳輸速率兩項指標(biāo)的測試,表明所實現(xiàn)的收發(fā)模塊能達(dá)到通信距離1米時傳輸1MHz正弦波信號,通信距離為0.5米時傳輸5MHz正弦波信號的性能,基本達(dá)到預(yù)期的設(shè)計效果。在信號調(diào)制解調(diào)部分,完成了FPGA軟件程序的編寫和時序仿真,為接下來完整可見光通信系統(tǒng)的搭建工作打下了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：可見光通信收發(fā)模塊 高階調(diào)制編碼 微弱信號放大 FPGA
【學(xué)位授予單位】：中南民族大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第一章 引言9-12
• 1.1 可見光通信研究背景9-10
• 1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究內(nèi)容及文章結(jié)構(gòu)11-12
• 第二章 總體方案設(shè)計12-26
• 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)12
• 2.2 發(fā)送模塊12-15
• 2.2.1 光源13-14
• 2.2.2 LED驅(qū)動14-15
• 2.2.3 T型偏置器15
• 2.3 接收模塊15-23
• 2.3.1 光電探測器16-17
• 2.3.2 微弱信號檢測電路17-21
• 2.3.3 低通濾波器21-23
• 2.3.4 后端可調(diào)式放大電路23
• 2.4 調(diào)制解調(diào)模塊23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第三章 模塊實現(xiàn)26-36
• 3.1 發(fā)送模塊的實現(xiàn)26-28
• 3.1.1 LED光源26
• 3.1.2 LED驅(qū)動電路26-27
• 3.1.3 輸入信號放大電路27-28
• 3.2 接收模塊28-31
• 3.2.1 光電探測器28-29
• 3.2.2 微弱信號檢測電路29-30
• 3.2.3 后端可調(diào)式放大電路30-31
• 3.3 調(diào)制解調(diào)模塊31-35
• 3.3.1 FPGA設(shè)計流程31-32
• 3.3.2 系統(tǒng)時鐘模塊32-33
• 3.3.3 OFDM調(diào)制解調(diào)模塊33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 模塊測試36-46
• 4.1 發(fā)送、接收模塊36-40
• 4.1.1 發(fā)送、接收模塊實物介紹36-37
• 4.1.2 最高信號頻率測試37-38
• 4.1.3 最大通信距離測試38-40
• 4.2 調(diào)制解調(diào)模塊40-42
• 4.2.1 時鐘模塊41
• 4.2.2 16QAM調(diào)制模塊41-42
• 4.2.3 加循環(huán)前綴模塊42
• 4.2.4 傅里葉變換模塊42
• 4.3 系統(tǒng)綜合測試42-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 全文總結(jié)與展望46-48
• 5.1 全文總結(jié)46
• 5.2 展望46-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 致謝52

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本文編號：707914