發(fā)布時(shí)間：2018-11-05 08:34

【摘要】：近年來,伴隨著流媒體、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)多媒體等新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn),無線通信的帶寬需求愈來愈大。國家中長期科技規(guī)劃發(fā)展綱要中也提出掌握寬帶無線移動(dòng)通信、下一代網(wǎng)絡(luò)等核心技術(shù)的信息技術(shù)發(fā)展目標(biāo)。然而,無線通信發(fā)展受到微波頻段頻譜資源緊張的制約,在現(xiàn)有頻段上通過技術(shù)改進(jìn)來提高帶寬,效果也十分有限。因而近年來陸續(xù)出現(xiàn)了毫米波通信和太赫茲通信等研究熱點(diǎn),都是旨在將無線通信所用頻段向更高頻率方向拓展,以提高傳輸帶寬。而隨著白光LED器件的出現(xiàn),利用頻率更高的可見光頻段進(jìn)行無線通信成為可能,不僅理論上可以達(dá)到更高的傳輸速率,同時(shí)避開了緊張的無線授權(quán)波段。另一方面,能源是制約我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源,隨著通信容量的爆炸式增長,通信設(shè)備的能耗問題變得異常突出。有了這樣的大前提和背景,國家已經(jīng)開始倡導(dǎo)綠色通信。白光LED器件被稱為下一代綠色固體光源,與熒光光源相比具有更低的功耗、更高的亮度和更小的尺寸,同時(shí)其發(fā)出的光可以用作載波調(diào)制信號(hào),因而實(shí)現(xiàn)了綠色照明和節(jié)能通信的結(jié)合。此外,可見光頻段的光波對(duì)人體無傷害,可以保證長時(shí)間通信下的環(huán)保安全。因此,基于白光LED的室內(nèi)可見光通信技術(shù)是一種綠色環(huán)保、靈活高速的新型寬帶通信技術(shù)。同時(shí)該技術(shù)符合國家發(fā)展寬帶通信、綠色通信的戰(zhàn)略需求。 基于白光LED的室內(nèi)可見光通信技術(shù)中,通信光源采用下一代綠色固體照明器件白光LED,而傳輸信道則為室內(nèi)自由空間,該技術(shù)將光通信和無線通信進(jìn)行融合,結(jié)合了二者優(yōu)點(diǎn),是一種高速靈活、綠色環(huán)保的新型通信技術(shù)。該技術(shù)可以應(yīng)用在多種場合中,具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)前該領(lǐng)域的研究主要集中在系統(tǒng)級(jí),網(wǎng)絡(luò)級(jí)問題的研究剛剛起步,本文以IEEE802.15.7標(biāo)準(zhǔn)為理論基礎(chǔ),主要針對(duì)這種通信方式組網(wǎng)過程面臨的上下行傳輸、組網(wǎng)模型與異構(gòu)融合機(jī)理這三大關(guān)鍵理論挑戰(zhàn)展開深入研究,以揭示非相干光自由空間傳輸規(guī)律為突破口,取得原創(chuàng)性成果：構(gòu)建適用于可見光通信網(wǎng)絡(luò)的新型接入網(wǎng)組網(wǎng)模型,并提出室分復(fù)用(RDM:Room DivisionMultiplexing)的多址方式,該多址方式與傳統(tǒng)的廣播式可見光通信網(wǎng)絡(luò)相比,大大提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量,并且還搭建了室內(nèi)可見光通信的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了上述VLC-Wi-Fi異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)。另外提出一種可見光通信網(wǎng)絡(luò)與LTE網(wǎng)絡(luò)融合的思想,給出雙模終端在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間切換的信令流程圖。從而形成相對(duì)完整的一套可見光通信組網(wǎng)模型與實(shí)現(xiàn)理論,為其早日實(shí)用化奠定理論上的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
[Abstract]:In recent years, with the streaming media, mobile Internet, mobile multimedia and other new services continue to emerge, the demand for bandwidth of wireless communication is increasing. The information technology development goal of mastering the core technologies such as wideband wireless mobile communication and next generation network is also put forward in the national medium and long term science and technology planning and development program. However, the development of wireless communication is restricted by the shortage of microwave frequency spectrum resources. In recent years, millimeter-wave communications and terahertz communications have emerged in recent years, which are aimed at expanding the frequency band used in wireless communication to higher frequency to improve the transmission bandwidth. With the appearance of white LED devices, it is possible to use the higher frequency visible light band for wireless communication, which can not only achieve a higher transmission rate in theory, but also avoid the tight wireless authorized band. On the other hand, energy is an important resource that restricts the development of our national economy. With the explosive growth of communication capacity, the energy consumption of communication equipment becomes more and more serious. With such a premise and background, the country has begun to advocate green communication. White LED devices are called the next generation of green solid light sources. They have lower power consumption, higher brightness and smaller dimensions than fluorescent light sources, and the light they emit can be used as carrier modulated signals. Therefore, the combination of green lighting and energy saving communication is realized. In addition, visible light wave is not harmful to human body, which can ensure environmental protection and safety under long time communication. Therefore, the indoor visible light communication technology based on white LED is a kind of green, flexible and high speed broadband communication technology. At the same time, the technology meets the national development of broadband communications, green communications strategic needs. In the indoor visible light communication technology based on white light LED, the next generation green solid illumination device white light LED, is used as the communication light source and the transmission channel is indoor free space. Is a kind of high-speed flexible, green environmental protection new communication technology. This technology can be applied in many situations, and has important research significance and application value. At present, the research in this field is mainly focused on the system level, and the research on the network level problem has just started. Based on the IEEE802.15.7 standard, this paper mainly focuses on the uplink and downlink transmission in the process of constructing the network in this communication mode. The three key theoretical challenges of networking model and heterogeneous fusion mechanism are deeply studied, and the breakthrough point is to reveal the free space transmission law of incoherent light. The original achievements are as follows: a new access network model suitable for visible light communication network is constructed, and a multiple access mode of room division multiplexing (RDM:Room DivisionMultiplexing) is proposed, which is compared with the traditional broadcast visible light communication network. The throughput of the network is greatly improved, and the experimental platform of indoor visible light communication is built to realize the VLC-Wi-Fi heterogeneous fusion network. In addition, an idea of fusion of visible light communication network and LTE network is proposed, and the signalling flow chart of switching between two networks is given. Thus, a relatively complete set of visible light communication networking model and realization theory are formed, which lays a solid theoretical foundation for its early application.
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.1

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本文編號(hào)：2311518