本文關鍵詞：可見光通信信道特性與傳輸方法研究　出處：《中國科學技術大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 可見光通信 VLC 光OFDM 自適應技術 自適應OFDM FPGA

【摘要】：隨著近年來無線數字終端市場的迅速發(fā)展,無線數據量呈指數增長,已有帶寬資源已無法完全滿足當前的通信需求,無線頻譜資源緊張的問題日益突顯。與此同時,發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)照明技術憑借其更高的電光轉換效率和更長的使用壽命等特點,得到了各國政府的推廣�；贚ED的可見光通信(Visible Light Communication,VLC)技術作為一種新興的無線通信技術,它的優(yōu)點包括:巨大的帶寬資源;照明的同時提供上網通信功能;無電磁污染;更好的保密性等。本文主要研究了基于正交頻分復用技術(Orthogonal Frequency Division MultiPlexing,OFDM)的室內VLC系統(tǒng)。在VLC信道特性分析的基礎上,本文提出了一種適用于VLC的自適應OFDM傳輸方法,并搭建了基于現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的通信鏈路進行功能驗證和性能分析。本文首先對VLC系統(tǒng)中的關鍵組成部分LED光源、無線光信道和光電檢測器(Photo Detector,PD)進行了介紹和建模。三者共同決定了 VLC系統(tǒng)的通信性能,為了便于在電域對系統(tǒng)進行性能分析,本文提出了廣義可見光信道。廣義可見光信道的頻率響應包括LED光源、無線光信道和PD的頻率響應。通過對廣義可見光信道的理論分析,提出了廣義可見光信道的頻譜響應包絡不變特性(ResPonse Mask Invariant Characteristic,RMIC)。并通過完整的實驗和分析,驗證了廣義可見光信道的RMIC特性。接著在RMIC的基礎上,本文提出了一種應用于VLC系統(tǒng)的自適應OFDM傳輸方案。在此基礎上,通過搭建的實驗鏈路對方案進行性能分析,實驗結果表明,該方案具有較低的復雜度,且本文的傳輸方案能更好地利用可見光信道的帶寬資源,提升系統(tǒng)的通信性能。最后在前文的基礎上,本文實現了基于FPGA開發(fā)板的VLC傳輸鏈路的搭建。本文給出了鏈路的設計目標并對鏈路的總體結構進行了介紹,通過分析和實驗確定了鏈路的關鍵參數,并詳細介紹了鏈路的工程實現。本文根據鏈路功能的不同,將實現的鏈路分為可見光OFDM基帶鏈路、可見光自適應OFDM鏈路和可見光OFDM實時通信鏈路,并依次進行了實驗測試分析。
[Abstract]:With the rapid development of wireless digital terminal market in recent years, the wireless data volume has increased exponentially, and the available bandwidth resources can not fully meet the current communication needs. The shortage of wireless spectrum resources is becoming increasingly acute. At the same time, light emitting diodes (LEDs) light Emitting Diode. LED) lighting technology with its higher electro-optic conversion efficiency and longer service life and other characteristics. The visible Light Communication is based on LED. As a new wireless communication technology, VLC technology has the following advantages: huge bandwidth resources; While lighting provides Internet communication function; No electromagnetic pollution; This paper mainly studies orthogonal Frequency Division MultiPlexing based on orthogonal frequency division multiplexing. Based on the analysis of VLC channel characteristics, this paper presents an adaptive OFDM transmission method for VLC. And the field Programmable Gate Array based on field programmable gate array is built. FPGA) communication link function verification and performance analysis. Firstly, the key component of VLC system LED light source. The wireless optical channel and photo detector PDD are introduced and modeled, which together determine the communication performance of VLC system. In order to facilitate the performance analysis of the system in the electrical domain, a generalized visible light channel is proposed. The frequency response of the generalized visible light channel includes the LED light source. Frequency response of wireless optical channel and PD. Theoretical analysis of generalized visible light channel. The spectral response envelope invariance of generalized visible light channel is proposed. The RMIC characteristics of the generalized visible light channel are verified by the complete experiments and analysis. Then, based on the RMIC. In this paper, an adaptive OFDM transmission scheme for VLC system is proposed. Based on this, the performance of the scheme is analyzed through the established experimental link, and the experimental results show that the proposed scheme is based on the proposed scheme. This scheme has lower complexity, and the transmission scheme in this paper can make better use of the bandwidth of the visible light channel, improve the communication performance of the system. Finally, on the basis of the above. This paper realizes the construction of VLC transmission link based on FPGA development board, and gives the design goal of the link and introduces the overall structure of the link. The key parameters of the link are determined through analysis and experiment, and the engineering implementation of the link is introduced in detail. According to the different link functions, the realized link is divided into visible light OFDM baseband link. The visible light adaptive OFDM link and the visible light OFDM real time communication link are tested and analyzed.
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.1

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本文編號：1389133