基于可见光的高速通信与视频传输技术研究
发布时间:2017-09-07 01:09
本文关键词:基于可见光的高速通信与视频传输技术研究
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【摘要】:可见光通信技术是指利用发光二级管(LED)或荧光灯等作为信号光源来传递信息的技术,具有绿色环保、高速保密、无电磁干扰、通信带宽大、部署灵活等特点。随着LED在家庭照明中的普及,采用LED的可见光通信技术具有极其广阔的发展空间。目前可见光通信的研究中,高速通信与实时通信既是重点又是难点。为此,本论文重点研究了适合于可见光的高速通信与实时通信技术,主要包括以下几点: 第一,对可见光通信的应用场景及信道特性进行理论建模,使用改进的光子追踪法得到可见光信道的冲激响应,并仿真分析了典型办公照明条件下的照度分布,给出了LED应用于可见光通信的布局建议。 第二,采用离散多音频(DMT)技术,设计了基于正交频分复用(OFDM)技术的可见光通信实验系统方案,实现了基于Matlab调制解调的离线系统以及基于FPGA调制,Matlab解调的离线系统,并进行实验测试系统性能。 第三,针对目前可见光通信技术的报道多为理论仿真和离线实验的现状,设计了一种基于FPGA的可见光实时视频传输系统,实现了其中的FPGA编解码模块及电路设计,并进行实验测试系统性能。该系统峰值速率可达12.5Mbps,最远通信距离可达3.6m。 此外,论文还介绍了可见光通信的优势、发展现状、通信系统的组成、应用场景及未来的研究趋势。
【关键词】:可见光通信 OFDM FPGA 实时视频传输系统
【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】:TN929.1;TN919.8
【目录】:
- 镝要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 绪论10-19
- 1.1 可见光通信概述10-11
- 1.2 可见光通信技术研究现状11-14
- 1.2.1 国外发展现状11-12
- 1.2.2 国内发展现状12-14
- 1.3 可见光通信系统的组成14-15
- 1.4 应用场景分析15-16
- 1.5 可见光通信未来的研究趋势16-17
- 1.6 论文的层次结构17-19
- 第二章 可见光信道理论分析19-29
- 2.1 典型办公环境下室内照度分析19-21
- 2.2 可见光信道的基本理论分析21-28
- 2.2.1 可见光通信系统特性22
- 2.2.2 光线追踪算法22-25
- 2.2.3 室内多径效应25-26
- 2.2.4 仿真结果分析26-28
- 2.3 本章小结28-29
- 第三章 可见光高速通信系统设计与实现29-52
- 3.1 可见光OFDM通信技术原理29-34
- 3.1.1 QAM调制原理30-31
- 3.1.2 导频插入31
- 3.1.3 共轭对称31-32
- 3.1.4 IFFT/FFT原理32-33
- 3.1.5 循环前缀33-34
- 3.1.6 OFDM的优势与劣势34
- 3.2 基于可见光的OFDM高速通信系统方案34-36
- 3.2.1 VLC-OFDM基于Matlab的离线调制解调方案35
- 3.2.2 VLC-OFDM基于FPGA的在线调制解调方案35-36
- 3.2.3 VLC-OFDM基于FPGA调制、Matlab离线解调方案36
- 3.3 基于Matlab的离线调制解调方案的设计及实现36-41
- 3.3.1 发送端设计及实现36-39
- 3.3.2 接收端设计及实现39-40
- 3.3.3 实验设计及结论讨论40-41
- 3.4 基于FPGA调制、Matlab解调方案的设计及实现41-51
- 3.4.1 发送端设计及实现41-49
- 3.4.2 接收端设计及实现49
- 3.4.3 系统方案验证49-51
- 3.5 本章小结51-52
- 第四章 可见光视频传输系统的设计与实现52-64
- 4.1 系统结构设计52-54
- 4.2 基于FPGA的基带信号处理方案54-57
- 4.2.1 发送端逻辑设计与实现54-56
- 4.2.2 接收端逻辑设计与实现56-57
- 4.3 电路设计57-60
- 4.3.1 LED驱动电路及放大电路设计57-59
- 4.3.2 光电转换电路设计59-60
- 4.4 基于可见光视频传输系统的实验60-63
- 4.5 本章小结63-64
- 第五章 论文总结与展望64-66
- 5.1 取得的研究成果与创新点64-65
- 5.2 论文的总结及对未来工作展望65-66
- 参考文献66-68
- 致谢68-69
- 攻读硕士期间的学术成果69
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 丁德强;柯熙政;;可见光通信及其关键技术研究[J];半导体光电;2006年02期
2 张华;宋正勋;刘冬彦;周晓兵;尹力会;;基于自适应OFDM的可见光通信系统分析[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年01期
3 胡国永;陈长缨;陈振强;;白光LED照明光源用作室内无线通信研究[J];光通信技术;2006年07期
4 张浩;陈长缨;;可见光通信信道障碍成因分析及解决方案[J];光通信技术;2012年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 何胜阳;室内可见光通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
,本文编号:806521
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/806521.html