短距離LED室內(nèi)光通信關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、照明 LED具有功耗低、體積小、壽命長(zhǎng)、發(fā)光穩(wěn)定、發(fā)散角大、可脈沖調(diào)制等特點(diǎn)，利用其在照明的同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信功能。LED光通信對(duì)人體具有無(wú)傷害、無(wú)電磁干擾、保密性好、無(wú)需申請(qǐng)頻譜資源等優(yōu)勢(shì)使得越來(lái)越備受國(guó)內(nèi)外的關(guān)注，它將成為未來(lái)無(wú)線通信領(lǐng)域的基礎(chǔ)和研究的重要方向。
　　研究表明，脈沖位置調(diào)制（Pulse Position Modulation, PPM）是目前基于強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(cè)（Intensity-Modulation/Direc

2、t-Detection, IM/DD）的空間無(wú)線光通信中最接近信道容量極限的最佳調(diào)制方式之一。RS碼（Reed-solomon，RS）被證明是一類糾錯(cuò)能力很強(qiáng)的特殊非二進(jìn)制BCH碼，特別適合于多進(jìn)制調(diào)制的場(chǎng)合。
　　本文對(duì)短距離 LED室內(nèi)光通信系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于白光LED語(yǔ)音通信系統(tǒng)，具體工作概括如下：
　　(1)對(duì)自由空間LED光通信技術(shù)的特點(diǎn)、應(yīng)用、發(fā)展歷史及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。
　

3、　(2)對(duì)PPM調(diào)制技術(shù)以及RS糾錯(cuò)碼技術(shù)進(jìn)行了介紹與分析，并對(duì)RS碼與PPM調(diào)制相結(jié)合方式進(jìn)行了分析與實(shí)現(xiàn)，仿真對(duì)比單一PPM與OOK調(diào)制的誤碼率性能，在相同信道條件下，可提高兩個(gè)誤碼率數(shù)量級(jí)。
　　(3)分析了滑動(dòng)窗口峰值檢測(cè)的理論方法,在光接收端實(shí)現(xiàn)軟判決，解決了由于硬判決在通信系統(tǒng)移動(dòng)時(shí)帶來(lái)的誤碼不穩(wěn)定現(xiàn)象，為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)解調(diào)譯碼提供了保障。
　　(4)對(duì)VLC通信系統(tǒng)的性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，為L(zhǎng)ED光源

4、的選擇、光通信系統(tǒng)中的影響因子等提供數(shù)據(jù)論證，為光通信系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性提供理論支持。
　　(5)以可編程邏輯器件 FPGA為核心，設(shè)計(jì)并研制了基于白光 LED語(yǔ)音通信系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，并在該硬件平臺(tái)上，完成了自適應(yīng)同步實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信系統(tǒng)的調(diào)試以及測(cè)試，測(cè)試結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的效果。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：1.實(shí)時(shí)性好，可以實(shí)現(xiàn)MP3語(yǔ)音的實(shí)時(shí)傳輸。2.靈活性好，基于軟判決的設(shè)計(jì)使光通信系統(tǒng)不必時(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)角度。3.穩(wěn)