室内可见光通信中虚灯系统的研究

发布时间：2020-04-16 23:05

【摘要】：集通信和照明为一体的室内可见光通信技术因为具有绿色环保、可用带宽资源丰富、易于快速组网等优势,逐渐成为人们热衷研究的方向。模拟室内可见光通信系统的传播信道可以为设计出优秀的系统带来极大裨益,不断完善室内可见光通信系统的信道模型也是人们研究的热点内容之一。在以往的研究工作中,光信号在大多数的模型中只是以单一的漫反射模式进行传播,而没有考虑到镜面反射的情况。因此,本文的研究工作的重点是混合反射模式下信道特征的表现。其主要内容是在原有信道模型的基础上提出了虚灯的概念,建立了基于虚灯的新型标准室内可见光通信模型,并且提出了用来计算光功率的蒙特卡洛对称算法,最后分析了系统的性能。首先,本文从可见光发展的大背景出发,概述了其发展历程以及室内可见光信道建模的研究进展,然后详细介绍了基于虚灯的新型标准室内可见光四灯通信模型,提出了虚灯的概念以及计算接收端光功率的方法。其次,结合基于蒙特卡洛算法的对称算法,计算了混合反射下信道的一次反射冲激响以及二次反射冲激响应,该方法弥补了传统信道建模仿真过程中计算繁杂、考虑不全的弊端,在一定程度上对室内可见光建模做进一步的优化。最后,在虚灯系统中对光信号进行OOK调制和解调,并且运用迫零均衡对信道冲激响应进行补偿。仿真曲线表明,信噪比相同时,室内虚灯系统的误码率比传统VLC系统的误码率低,通信性能更优;信噪比为20dB条件下,发送序列经迫零均衡后的幅值在1/2处明显分界,有效减少了光线在镜面和墙壁上反射导致的多径干扰。
【图文】：

通信系统,可见光

统室内 VLC 系统结构和工作原理白光 LED 技术内的可见光通信系统最重要的组成部分之一就是发射端的光源，也正是因为光，才使得这种通信系统天然具备通信和照明的双重功能。同时，室内可见光技术不开光源所使用的 LED 技术的进步。见光通信系统的简单组成原理图如下所示，可以分为以 LED 灯为核心的光发射端器为核心的光接收端两大组成部分。内容信息最开始由电信号携带着，当该电信后流经白光 LED 内，对其发出的光再次进行调制，这样 LED 灯发出来的带有原调制信息的光信号通过空气介质、按照特定传播路径达到接收装置中的光检测器将光信号转化为电信号后经各种解调电路后，最终还原成原始的数据信息。

光谱图,蓝光,荧光粉,白光LED

图 2.2 蓝光激发磷荧光粉式白光 LED 光谱图 2.3 RGB 式白光 LED 光谱光原理是利用蓝光芯片刺激黄色荧光粉发出可见光，而 R然界中常见的光学现象，即红光、蓝光、绿光这三种颜色光[9]。信条件要求的高低不同，对光源类型的选用也是不尽相同介意，目的是尽可能地节约成本，只要达到信号传输的目的型的LED灯就足够。因为黄色的荧光粉响应蓝光芯片的过速信号传输的时候表现得十分明显，，因为若用它来调制信
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.1

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