基于FPGA的室内可见光通信系统物理层设计与实现

发布时间：2017-11-21 11:23

  本文关键词：基于FPGA的室内可见光通信系统物理层设计与实现

  更多相关文章： 可见光通信 无线光通信 MII接口 FPGA

【摘要】：可见光通信是近年来兴起的一种无线光通信技术,这种技术利用LED发出的可见光传送信息,受益于LED较低的功耗、较短的响应时间等特性,这一技术在室内应用中将照明功能和通信功能合二为一,实现室内只要有灯光的地方就可以上网。随着研究的不断深入,OFDM技术、可见光MIMO技术和均衡技术等在可见光通信中的应用日趋成熟,系统的速率不断创造新的记录,最新报道的离线速率更是达到了10Gbps。然而,与此同时在实用化的实验系统组网、系统分层设计、上层控制协议、PHY层控制协议以及与现有网络兼容等方面,目前的研究相对滞后。针对这一问题,论文围绕室内可见光通信系统设计组网展开,并应用FPGA硬件编程技术对所提方案进行设计实现,论文主要工作及创新点如下： 1.论文采用分层设计的理念,提出了一种室内可见光通信系统的总体框架,在此框架基础上,针对多用户接入情况,研究了基于CSMA/CD协议的MAC层、基于CSMA/CA协议的MAC层和基于IEEE802.15.7标准的MAC层在室内可见光通信中的应用； 2.基于上述研究,论文提出了一种基于IEEE802.3标准MAC层的室内可见光通信系统实现方案。方案中,通过MII接口将具有可见光通信功能的PHY层与IEEE802.3标准的MAC层相结合。这一方案既不需要重新设计新的MAC层,又能保证可见光通信系统与现有的以太网无缝兼容； 3.在采用IEEE802.3标准的MAC层后,在一个AP接入多个终端的方案中,针对多个终端发送信号产生冲突的情况,论文提出对AP端收发电路进行改进来实现碰撞检测的方案,并给出了AP端和终端碰撞检测功能的状态图； 4.在上述工作的基础上,论文重点研究了如何实现PHY层协议、编码、控制等,给出了PHY层FPGA编程实现部分的总体框图以及各模块的状态图,并通过Verilog硬件编程语言实现了所有模块的功能； 5.通过搭建实时实验系统的方式,对上述提出的设计方案进行验证,并获得成功。所实现的室内可见光通信系统可以上网、传输文件,并满足观看高清IPTV视频的要求。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN791;TN929.1

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王源泉;迟楠;;基于RGB-LED的高速双向可见光传输系统(英文)[J];中国通信;2014年03期

，

本文编号：1210752