基于LED的可见光通信切换问题研究

发布时间：2019-02-17 14:38

【摘要】：随着科学的发展,人们生活水平和质量不断提高,对各种手持终端包括智能手机、平板电脑、手持游戏机等的接入速度和通信质量要求越来越高,这使得人们对室内无线接入速度的要求也越来越高。在当前无线射频通信和红外通信无法满足需要的情况下,这些需求就促使了研究人员对新的高速无线接入技术的不断探索。同时随着新的照明技术-发光二极管(LED-Light-Emitting Diode)的应用和普及,研究人员注意到了它的特性:小巧、无污染、能效高、亮度大、价格低廉等,使得以发光二极管作为无线光通信的接入光源得到越来越多的关注和研究。同时,二极管的调制带宽大约在10MHz到103MHz之间,频谱资源充足,这些频谱资源并不需要进行许可申请,使用方便快速。另外,使用LED作为无线通信的基站,不会造成电磁干扰,这就使得光通信比其他的无线通信具有了更好的安全性。鉴于发光二极管的这些优点,研究人员把它选作为可见光通信(VLC-Visible Light Communication)网络的发射端光源,在LED灯照明的基础上增加调制设备即LED驱动电路,电路简单且易于改进现有的设备,使它作为无线通信的接入终端成为可能。使用LED作为接入点,能够有效地应对当前频带资源拥挤、传输速度较慢的情况。可见光通信可以同时满足人们对照明、高速通信、保密性、安全性、环保节能等一系列的要求。将来可见光通信可能走入千家万户,但是这么多的接入点就会面临一个很实际的问题即不同接入点之间的切换问题,如果这样的无线通信能够做到在多个接入点之间实现无缝连接,那么可见光通信将会有更加长足的发展,甚至可以作为物联网在家庭的接入点。在本论文中主要开展了关于接入点间切换问题的研究工作。首先对可见光通信的发送端和接收端的一些特性进行了分析,之后对切换问题做了主要分析。主要分为:针对室内应用场景,提出了基于软切换、接力切换和硬切换可见光通信接入点切换方法。具体为:基于软切换的方法是在光信号覆盖具有重叠的地方对每个位置上不同接入点光功率的进行比较,选择信号较好的一个接入点进行接入,同时在移动过程中,面对多个接入点都有信号覆盖的情况提出了基于信号渐变的趋势来进行判断出最适合接入的接入点;基于接力切换的方法同样是在重叠区域使用的切换方法,这是双向通信时出现的一种切换方法。在通信双方中,首先把接收端连接目标的接入点的上行链路,断开原来的上行链路,然后再连接目标接入点的下行链路,再断开原来的下行链路;基于硬切换的方法是在光信号覆盖不到的位置进行的切换,主要的方法是先断开与原先接入点的链接,然后再接入新的接入点,同时我们提出了在接收端预留内存,提前加载非即时通信的内容,使得对用户的正常通信不产生明显的影响。然后分析了在室内和室外情况下如何进行切换工作、各种切换方法的优势和劣势,和各种切换的应用场景。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN929.1

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本文编号：2425272