發(fā)布時間：2017-11-21 11:23

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)物理層設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：可見光通信是近年來興起的一種無線光通信技術(shù),這種技術(shù)利用LED發(fā)出的可見光傳送信息,受益于LED較低的功耗、較短的響應(yīng)時間等特性,這一技術(shù)在室內(nèi)應(yīng)用中將照明功能和通信功能合二為一,實現(xiàn)室內(nèi)只要有燈光的地方就可以上網(wǎng)。隨著研究的不斷深入,OFDM技術(shù)、可見光MIMO技術(shù)和均衡技術(shù)等在可見光通信中的應(yīng)用日趨成熟,系統(tǒng)的速率不斷創(chuàng)造新的記錄,最新報道的離線速率更是達(dá)到了10Gbps。然而,與此同時在實用化的實驗系統(tǒng)組網(wǎng)、系統(tǒng)分層設(shè)計、上層控制協(xié)議、PHY層控制協(xié)議以及與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)兼容等方面,目前的研究相對滯后。針對這一問題,論文圍繞室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)設(shè)計組網(wǎng)展開,并應(yīng)用FPGA硬件編程技術(shù)對所提方案進(jìn)行設(shè)計實現(xiàn),論文主要工作及創(chuàng)新點如下： 1.論文采用分層設(shè)計的理念,提出了一種室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的總體框架,在此框架基礎(chǔ)上,針對多用戶接入情況,研究了基于CSMA/CD協(xié)議的MAC層、基于CSMA/CA協(xié)議的MAC層和基于IEEE802.15.7標(biāo)準(zhǔn)的MAC層在室內(nèi)可見光通信中的應(yīng)用； 2.基于上述研究,論文提出了一種基于IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)MAC層的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)實現(xiàn)方案。方案中,通過MII接口將具有可見光通信功能的PHY層與IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的MAC層相結(jié)合。這一方案既不需要重新設(shè)計新的MAC層,又能保證可見光通信系統(tǒng)與現(xiàn)有的以太網(wǎng)無縫兼容； 3.在采用IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的MAC層后,在一個AP接入多個終端的方案中,針對多個終端發(fā)送信號產(chǎn)生沖突的情況,論文提出對AP端收發(fā)電路進(jìn)行改進(jìn)來實現(xiàn)碰撞檢測的方案,并給出了AP端和終端碰撞檢測功能的狀態(tài)圖； 4.在上述工作的基礎(chǔ)上,論文重點研究了如何實現(xiàn)PHY層協(xié)議、編碼、控制等,給出了PHY層FPGA編程實現(xiàn)部分的總體框圖以及各模塊的狀態(tài)圖,并通過Verilog硬件編程語言實現(xiàn)了所有模塊的功能； 5.通過搭建實時實驗系統(tǒng)的方式,對上述提出的設(shè)計方案進(jìn)行驗證,并獲得成功。所實現(xiàn)的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)可以上網(wǎng)、傳輸文件,并滿足觀看高清IPTV視頻的要求。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN791;TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 王源泉;遲楠;;基于RGB-LED的高速雙向可見光傳輸系統(tǒng)(英文)[J];中國通信;2014年03期

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本文編號：1210752