無線光通信是以光波作為載波的通信方式,與傳統(tǒng)無線電通信技術(shù)相比較而言,因其傳輸速率快、系統(tǒng)容量大、抗干擾能力強(qiáng),保密性能好等優(yōu)點(diǎn),在各領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。無線光通信主要分為激光通信和近距離無線光通信,本文主要研究近距離無線光通信,使用LED(light-emitting diode)作為光源進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在無線光通信系統(tǒng)中,光源在傳輸信號(hào)頻率越高時(shí)衰減程度越大,對(duì)高頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)調(diào)制難度也越大,進(jìn)而影響信號(hào)在傳輸過程中的穩(wěn)定性和有效性。為解決光源在高頻響應(yīng)時(shí)衰減問題,本文提出一種作用于無線光通信系統(tǒng)中發(fā)射端的級(jí)聯(lián)放大電路預(yù)均衡方法。該方法是利用晶體管放大電路結(jié)構(gòu)小信號(hào)模型對(duì)各類電路器件參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,對(duì)光源傳輸高頻信號(hào)時(shí)的衰減進(jìn)行非線性補(bǔ)償,提高無線光通信系統(tǒng)的調(diào)制性能,并通過級(jí)聯(lián)方式使得均衡器對(duì)光源傳輸特性低頻衰減更大、高頻補(bǔ)償作用更強(qiáng)。本文對(duì)級(jí)聯(lián)放大均衡方法進(jìn)行理論分析,并根據(jù)所選光源頻率響應(yīng)特性設(shè)計(jì)制作了預(yù)均衡電路。為驗(yàn)證級(jí)聯(lián)放大均衡方法對(duì)無線光通信系統(tǒng)信號(hào)傳輸性能改善情況,本文搭建了無線光通信系統(tǒng)對(duì)預(yù)均衡電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試。在系統(tǒng)搭建過程中,本文設(shè)計(jì)和制作了偏置電路、驅(qū)動(dòng)電路以及接收端信號(hào)處理電路。實(shí)驗(yàn)證明,預(yù)均衡電路不僅拓寬了光源頻率響應(yīng)范圍,而且可以抑制低頻干擾,使無線光通信系統(tǒng)3dB帶寬從12MHz擴(kuò)展至235MHz,傳輸距離為30cm時(shí),在OOK(On-Off Keying)調(diào)制方式下的數(shù)據(jù)傳輸速率最高為555Mbit/s,其誤碼率為1.7×10~(-5),最遠(yuǎn)傳輸距離為80cm時(shí),數(shù)據(jù)傳輸速率最高為490Mbit/s,誤碼率為3.2×10~(-4)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文中的級(jí)聯(lián)放大預(yù)均衡方法可令無線光通信系統(tǒng)3dB調(diào)制帶寬提升一個(gè)數(shù)量級(jí),有效補(bǔ)償光源在高頻響應(yīng)時(shí)的衰減,提升無線光通信系統(tǒng)傳輸性能。
【學(xué)位單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

無線光通信系統(tǒng)預(yù)均衡技術(shù)研中，預(yù)均衡技術(shù)有著至關(guān)重要作用。光源的常重要的因素，預(yù)均衡技術(shù)通過改善光源的傳輸性能，因此決定了通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸管放大電路級(jí)聯(lián)的預(yù)均衡方法，以硬件電路進(jìn)行補(bǔ)償。調(diào)制帶寬決定了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸入信號(hào)幅值不變的情況下，光源的輸出交流時(shí)(-3dB)的頻率就是光源的調(diào)制帶寬[16]（以下中，光電探測器所接收到的光功率變化決定光源輸出的光功率可以用光電探測器的響應(yīng)。

Frequency圖 2.2 預(yù)均衡電路頻率響應(yīng)據(jù)串聯(lián)諧振電路原理，在 LED 陣列的每行串聯(lián)電容的方式以抵消電感帶來的負(fù)使得光源在諧振頻率為 f = 1/(2π LC)時(shí)大化。串聯(lián)諧振的均衡方法將由 16 個(gè)至 25 MHz，充分提升 LED 在高頻時(shí)的

10.5FrequencyNormalizderesonspenitensity圖 2.2 預(yù)均衡電路頻率響應(yīng)有預(yù)均衡技術(shù)簡介oa Le Minh 團(tuán)隊(duì)[17]依據(jù)串聯(lián)諧振電路原理，在 LED 陣列的每路驅(qū)動(dòng)電路器和 LED 之間都實(shí)行串聯(lián)電容的方式以抵消電感帶來的負(fù)面作用，其.3 所示。該方法可以使得光源在諧振頻率為 f = 1/(2π LC)時(shí)消除電感的流過 LED 的電流最大化。串聯(lián)諧振的均衡方法將由 16 個(gè) LED 組成的帶寬從 2.5 MHz 拓展至 25 MHz，充分提升 LED 在高頻時(shí)的響應(yīng)能力，調(diào)制帶寬。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2860144