基于脉冲调制的室内可见光无线通信系统研究

论文摘要

信息技术日新月异的今天，虽然光纤到户已经成为可能，但仍然面临着“最后一公里”的问题，即如何实现信息的高速光接入。同时，随着半导体照明技术的发展，LED照明也成为了未来的趋势。LED具有高速调制的特性，可以把调制信号加载到LED上，将信号以可见光的形式发送出去；在接收端采用见光探测器对光信号进行提取接收，并进行数据恢复。采用脉冲调制解调方式，对室内可见光通信系统展开深入研究，旨在将LED照明与室内无线光通信相结合，为室内高速光接入提供一种新的方式。本论文从以下三方面进行了详细研究：(1)室内可见光通信系统总体设计。包括调研国内外研究进展，对室内可见光通信系统组成进行模块分析；对室内可见光通信系统关键技术进行研究，主要有信源下载、大功率LED驱动、高速调制方式的实现等；(2)室内可见光通信系统相关verilog程序语言的编写与测试。选用脉冲调制方式并完成原理分析，尝试在FPGA平台上完成脉冲调制解调。包括信号产生模块、时钟提取/数据恢复模块、载波输出模块等等。测试结果表明，在FPGA上实现OOK调制解调能满足10Mbps通信需求，且节省硬件资源。(3)室内可见光通信实物系统搭建。包括可见光通信发射与接收系统两部分，完成硬件电路的模块分类与电路设计，并进行模块电路电学光学参数计算。此外还有接收电路的噪声分析和处理，以及灵敏度计算。对硬件电路的测试结果表明，接收与发送电路均能满足10Mbps的OOK通信需求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 课题的国内外研究概况及发展趋势
• 1.3 课题目标及研究任务
• 2 系统方案设计及关键技术分析
• 2.1 系统方案设计
• 2.2 系统方案说明
• 2.3 关键技术分析
• 2.4 本章小结
• 3 脉冲调制软件设计
• 3.1 脉冲调制与解调原理
• 3.2 脉冲调制与解调软件设计
• 3.3 本章小结
• 4 可见光通信系统硬件设计
• 4.1 发射系统电路组成
• 4.2 接收系统电路组成
• 4.3 接口类型及电平转换
• 4.4 电路噪声及灵敏度分析
• 4.5 本章小结
• 5 系统测试与调试结果
• 5.1 发射部分硬件系统测试
• 5.2 接收部分硬件测试
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献