面向智能交通的高速可見光通信技術(shù)研究.pdf

1、近年來，半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展使得發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)在交通設(shè)施和車輛的照明系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。面向智能交通的高速可見光通信(Visible Light Communication，VLC)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景和研究價值，也隨之得到了國內(nèi)外廣大學(xué)者的關(guān)注。面向智能交通的VLC面臨的挑戰(zhàn)，主要包括LED器件帶寬受限條件下提高系統(tǒng)傳輸速率，以及動態(tài)環(huán)境中提高VLC可視傳輸性能可靠性。
　　針對面

2、向智能交通的高速VLC系統(tǒng)高速傳輸問題，本文提出利用低復(fù)雜度無載波幅度相位調(diào)制(Carrier-less Amplitude Phase，CAP)技術(shù)結(jié)合數(shù)字域混合均衡技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)容量的最大化。綜合考慮實際VLC系統(tǒng)中電/光器件有限帶寬的影響，對現(xiàn)有的VLC信道進行補充和完善，加入基線漂移現(xiàn)象，研究對傳輸性能的影響。
　　為了有效地消除該帶寬受限VLC信道帶來的碼間干擾，本文提出了線性均衡器級聯(lián)自適應(yīng)判決反饋均衡器(Decide

3、 Feedback Equalization，DFE)結(jié)構(gòu)，較大地提升傳輸性能。與傳統(tǒng)的均衡結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)能夠在相同性能條件下減少接收機復(fù)雜度。通過搭建基于車燈LED的高速CAP-VLC實驗平臺，實現(xiàn)了10m距離下單車燈LED312.5Mb/s的離線傳輸。此外，基于可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)平臺，設(shè)計和實現(xiàn)了基于數(shù)字域自適應(yīng)均衡技術(shù)的CAP高速實時收發(fā)機，基于紅色LED交通燈，

4、實現(xiàn)了15m距離下200Mb/s VLC高速傳輸。針對實時CAP系統(tǒng)中ADC(Analog-to-Digital Converter)低頻截止引起的基線漂移現(xiàn)象，分別從理論和實驗上分析了CAP信號滾降因子和帶寬對基線漂移的抑制作用。
　　另一方面，針對車載移動環(huán)境下傳輸性能研究，綜合考慮路面波動、車輛的機械振動和移動速度，結(jié)合LED的發(fā)光模型，研究了移動環(huán)境下接收信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)與移動速