短距離LED室內(nèi)光通信關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、照明 LED具有功耗低、體積小、壽命長、發(fā)光穩(wěn)定、發(fā)散角大、可脈沖調(diào)制等特點，利用其在照明的同時實現(xiàn)通信功能。LED光通信對人體具有無傷害、無電磁干擾、保密性好、無需申請頻譜資源等優(yōu)勢使得越來越備受國內(nèi)外的關(guān)注，它將成為未來無線通信領(lǐng)域的基礎(chǔ)和研究的重要方向。
　　研究表明，脈沖位置調(diào)制（Pulse Position Modulation, PPM）是目前基于強度調(diào)制/直接檢測（Intensity-Modulation/Direc

2、t-Detection, IM/DD）的空間無線光通信中最接近信道容量極限的最佳調(diào)制方式之一。RS碼（Reed-solomon，RS）被證明是一類糾錯能力很強的特殊非二進制BCH碼，特別適合于多進制調(diào)制的場合。
　　本文對短距離 LED室內(nèi)光通信系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，設(shè)計并實現(xiàn)了基于白光LED語音通信系統(tǒng)，具體工作概括如下：
　　(1)對自由空間LED光通信技術(shù)的特點、應用、發(fā)展歷史及發(fā)展現(xiàn)狀進行了介紹。
　

3、　(2)對PPM調(diào)制技術(shù)以及RS糾錯碼技術(shù)進行了介紹與分析，并對RS碼與PPM調(diào)制相結(jié)合方式進行了分析與實現(xiàn)，仿真對比單一PPM與OOK調(diào)制的誤碼率性能，在相同信道條件下，可提高兩個誤碼率數(shù)量級。
　　(3)分析了滑動窗口峰值檢測的理論方法,在光接收端實現(xiàn)軟判決，解決了由于硬判決在通信系統(tǒng)移動時帶來的誤碼不穩(wěn)定現(xiàn)象，為系統(tǒng)的實時解調(diào)譯碼提供了保障。
　　(4)對VLC通信系統(tǒng)的性能進行實驗測試，通過實驗數(shù)據(jù)分析，為LED光源

4、的選擇、光通信系統(tǒng)中的影響因子等提供數(shù)據(jù)論證，為光通信系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性提供理論支持。
　　(5)以可編程邏輯器件 FPGA為核心，設(shè)計并研制了基于白光 LED語音通信系統(tǒng)的硬件平臺，并在該硬件平臺上，完成了自適應同步實時語音通信系統(tǒng)的調(diào)試以及測試，測試結(jié)果達到了預期的效果。
　　實驗結(jié)果證明了本系統(tǒng)具有如下特點：1.實時性好，可以實現(xiàn)MP3語音的實時傳輸。2.靈活性好，基于軟判決的設(shè)計使光通信系統(tǒng)不必時時對準角度。3.穩(wěn)