隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,移動(dòng)終端和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量呈爆炸式增長,給現(xiàn)有無線通信技術(shù)在頻譜資源、功耗和成本等方面帶來巨大的挑戰(zhàn)。可見光通信具有頻譜資源豐富且無需授權(quán)認(rèn)證即可使用、成本低廉、無射頻干擾、保密性強(qiáng)和對人體無害等優(yōu)點(diǎn),可以解決現(xiàn)有無線通信技術(shù)面臨的頻譜資源、功耗和成本等方面的挑戰(zhàn)。在可見光通信中,利用手機(jī)攝像頭作為系統(tǒng)的接收機(jī)可以顯著地降低系統(tǒng)的成本和復(fù)雜度,同時(shí)使系統(tǒng)具有良好的可移動(dòng)性,在未來室內(nèi)定位與導(dǎo)航、密鑰授權(quán)認(rèn)證等領(lǐng)域,基于手機(jī)攝像頭的可見光通信具有良好的應(yīng)用前景。由于該技術(shù)的研究起步較晚,在實(shí)際應(yīng)用之前,尚有一些關(guān)鍵性問題亟待解決。為此,本論文確立本研究課題,對基于手機(jī)攝像頭可見光通信的關(guān)鍵技術(shù)展開深入研究。本論文針對基于手機(jī)攝像頭可見光通信系統(tǒng)的傳統(tǒng)信號解調(diào)方案中存在的一些關(guān)鍵問題展開深入研究,包括列灰度值隨機(jī)噪聲較大、列灰度值波動(dòng)較大以及魯棒性較低等;此外,詳細(xì)分析和比較了視距光學(xué)相機(jī)通信（Line of Sight-Optical Camera Communication,LOS-OCC）和非視距光學(xué)相機(jī)通信（Non-Line of Sight-... 

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 可見光通信技術(shù)
    1.3 可見光通信的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 可見光通信的國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 可見光通信的國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 論文研究內(nèi)容
        1.4.2 論文結(jié)構(gòu)安排
    參考文獻(xiàn)
第二章 基于手機(jī)攝像頭的可見光通信系統(tǒng)
    2.1 LED簡介
        2.1.1 LED發(fā)光原理
        2.1.2 LED伏安特性
        2.1.3 LED光輸出特性
        2.1.4 白光LED種類
    2.2 手機(jī)攝像頭簡介
        2.2.1 攝像頭工作原理
        2.2.2 卷簾快門
    2.3 發(fā)射端硬件設(shè)計(jì)
        2.3.1 LED光源模塊
        2.3.2 LED驅(qū)動(dòng)電路
    2.4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建
    2.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 降低列灰度值波動(dòng)算法的研究
    3.1 列灰度值的選擇方案
        3.1.1 灰度值排序
        3.1.2 列灰度值位置
        3.1.3 移動(dòng)平滑濾波器原理
    3.2 列灰度值波動(dòng)的來源
        3.2.1 LED發(fā)光功率分布不均勻
        3.2.2 LED電容效應(yīng)
    3.3 移動(dòng)指數(shù)平均算法
        3.3.1 MEA算法原理
        3.3.2 BER性能分析
    3.4 指數(shù)轉(zhuǎn)化算法
        3.4.1 ET算法原理
        3.4.2 ET算法參數(shù)優(yōu)化
    3.5 MEA算法與ET算法比較
        3.5.1 計(jì)算復(fù)雜度比較
        3.5.2 BER性能比較
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 抗灰度值波動(dòng)閾值方案的研究
    4.1 基于多項(xiàng)式擬合閾值方案的原理
    4.2 基于分段多項(xiàng)式擬合的閾值方案
        4.2.1 閾值方案原理
        4.2.2 列灰度值的選擇方案
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.3 基于權(quán)重移動(dòng)平均的閾值方案
        4.3.1 基于EWMA的閾值方案原理
        4.3.2 基于FWMA的閾值方案原理
        4.3.3 基于ERWMA的閾值方案原理
        4.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.4 基于條紋邊界像素的閾值方案
        4.4.1 閾值方案原理
        4.4.2 列灰度值的選擇方案
        4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 基于圖像處理的信號解調(diào)方案研究
    5.1 基于圖像處理的信號解調(diào)方案流程
    5.2 圖像二值化
        5.2.1 填充圖像
        5.2.2 計(jì)算積分圖像
        5.2.3 圖像濾波
        5.2.4 二值化
    5.3 二維邏輯值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一維邏輯值數(shù)據(jù)
        5.3.1 二維邏輯值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)一維數(shù)據(jù)
        5.3.2 一維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)一維邏輯值數(shù)據(jù)
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        5.4.1 灰度圖像二值化的閾值參數(shù)優(yōu)化
        5.4.2 BER性能
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 LOS-OCC和NLOS-OCC系統(tǒng)性能比較
    6.1 基于室內(nèi)地板反射光的OCC
        6.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        6.1.2 選擇列灰度值
        6.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    6.2 LOS-OCC和NLOS-OCC比較
        6.2.1 鏈路空間分布
        6.2.2 像素的接收光功率
        6.2.3 像素的灰度值
    6.3 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)原理圖和空間分布圖
    6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比及分析
        6.4.1 灰度圖像對比
        6.4.2 列灰度值對比
        6.4.3 BER對比
    6.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 論文工作總結(jié)
    7.2 未來工作展望
縮略詞表
致謝
本論文資助來源
攻讀博士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果列表與參與項(xiàng)目情況



本文編號：3659448