發(fā)布時間：2017-10-19 02:33

  本文關(guān)鍵詞：基于攝像頭的MIMO可見光無線通信系統(tǒng)

  更多相關(guān)文章： 可見光通信 攝像頭 圖像處理 多輸入多輸出 白光LED

【摘要】：白光LED(Light Emitting Diode)具有壽命長、光照強、功耗低、電光轉(zhuǎn)換效率高、對人眼無傷害、調(diào)制特性好等諸多優(yōu)點,被公認為是新一代綠色照明光源�？梢姽馔ㄐ�(Visible Light Communication,VLC)就是白光LED與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它的原理是將電信號調(diào)制到白光LED上,利用LED發(fā)出的人眼無法察覺的高速明暗閃爍信號來進行信息的傳送。在VLC系統(tǒng)中,白光LED兼具通信和照明雙重功能,是一種全新的無線通信接入方式。目前,VLC技術(shù)的研究中還有很多問題尚未解決。本文主要從可見光通信系統(tǒng)的接收端入手,針對基于光電二極管接收信號的現(xiàn)有系統(tǒng)所存在的光源布局及多徑干擾等問題,用攝像頭替換原有光電二極管進行信號接收。同時,將多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技術(shù)引入到更改接收機制后的系統(tǒng)中。本文的主要工作內(nèi)容如下:首先,充分調(diào)研可見光無線通信的研究現(xiàn)狀,探索白光LED的發(fā)光原理及特性,分析可見光通信的信道鏈路組成及信道特性,深入理解VLC系統(tǒng)的工作原理,找出現(xiàn)有研究中存在的問題。然后,研究可見光并行通信系統(tǒng)及VLC系統(tǒng)接收機制。一方面深入研究傳統(tǒng)的VLC并行通信系統(tǒng)工作原理;另一方面,探索基于光電二極管的光信號接收器的構(gòu)成及技術(shù)要求,詳細分析圖像傳感器的接收原理,提出基于攝像頭的新的接收機制。同時,將MIMO技術(shù)引入其中,提出基于攝像頭的MIMO可見光無線并行通信系統(tǒng)。最后,設(shè)計出了一種基于攝像頭的MIMO可見光無線并行通信系統(tǒng)。同時還對此系統(tǒng)進行了模擬仿真實驗,并提出了一套圖像處理算法對接收端采集的信號進行處理。發(fā)射端通過編程模擬出n個發(fā)射光源,分別發(fā)射n路不同的碼流。接收端用攝像頭來采集無線信號,對采集到的信號使用圖像處理技術(shù)來識別各個傳輸通道的信息,并進一步恢復(fù)出n路碼流。實驗結(jié)果表明,實驗中出現(xiàn)的少量誤碼均可被正確糾正,發(fā)送端發(fā)送的信號碼流在接收端均可被正確地恢復(fù)出來。所提出的系統(tǒng)通過更改信號接收機制,規(guī)避了基于光電二極管接收信號的現(xiàn)有系統(tǒng)中所存在的光源布局與同步難題及多徑干擾問題。論文提出的多通道信號傳輸與接收的方式,提高了光源利用率,因其可操作性而具有實用價值。
【關(guān)鍵詞】：可見光通信 攝像頭 圖像處理 多輸入多輸出 白光LED
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(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4-5
• Abstract5-9
• 專用術(shù)語注釋表9-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 可見光通信的研究背景與應(yīng)用優(yōu)勢10-13
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 可見光通信的應(yīng)用優(yōu)勢11-13
• 1.2 可見光通信的發(fā)展和研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3 基于攝像頭的MIMO可見光通信的研究意義17-18
• 1.4 本文的主要工作及創(chuàng)新點18-21
• 第二章 白光LED的結(jié)構(gòu)與工作特性研究21-33
• 2.1 白光LED的工作原理21-24
• 2.1.1 LED的結(jié)構(gòu)和發(fā)光原理21-22
• 2.1.2 白光LED的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方式22-24
• 2.2 白光LED的物理特性24-28
• 2.2.1 伏安特性24-25
• 2.2.2 調(diào)制特性25-26
• 2.2.3 電光轉(zhuǎn)換特性26
• 2.2.4 光譜特性26-28
• 2.3 白光LED輻射特性及光源特點28-30
• 2.3.1 白光LED輻射特性28-30
• 2.3.2 白光LED光源特點30
• 2.4 基于白光LED的VLC系統(tǒng)與電力線通信的融合30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 可見光通信系統(tǒng)原理及信道分析33-44
• 3.1 室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)原理33-35
• 3.2 室內(nèi)可見光通信鏈路分析35-41
• 3.2.1 室內(nèi)VLC的鏈接方式35-37
• 3.2.2 室內(nèi)VLC信道的直流增益37-40
• 3.2.3 信道的建模方式40-41
• 3.3 室外可見光通信系統(tǒng)41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 MIMO可見光并行通信原理研究及光接收器設(shè)計44-57
• 4.1 MIMO技術(shù)簡介44-46
• 4.2 室內(nèi)可見光MIMO通信系統(tǒng)原理及模型46-50
• 4.2.1 基于MIMO的可見光并行通信系統(tǒng)原理46-48
• 4.2.2 室內(nèi)可見光LED MIMO通信系統(tǒng)模型48-50
• 4.3 可見光通信系統(tǒng)的光接收器50-55
• 4.3.1 基于光電二極管的光信號接收器50-52
• 4.3.2 基于攝像頭的MIMO可見光通信系統(tǒng)的提出52
• 4.3.3 圖像傳感器的接收原理52-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 基于攝像頭的MIMO室內(nèi)可見光無線通信系統(tǒng)57-69
• 5.1 多光源單接收的可見光通信系統(tǒng)原理57-58
• 5.2 信號處理的算法研究58-65
• 5.2.1 接收端信號采集59-60
• 5.2.2 信號碼流的恢復(fù)60-62
• 5.2.3 信號處理的過程62-65
• 5.3 仿真實驗結(jié)果分析65-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-73
• 6.1 全文總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-72
• 6.3 可見光通信IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀72-73
• 參考文獻73-76
• 附錄1攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文76-77
• 致謝77

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