基于北斗地理位置信息的可見光通信APT系統(tǒng).pdf

1、可見光通信技術(shù)是以LED作為光源，以大氣為信道，將基帶信號(hào)調(diào)制在可見光上進(jìn)行通信的無線光通信技術(shù)?？梢姽馔ㄐ啪哂锌闺姶鸥蓴_、價(jià)格成本低、建設(shè)周期短，以及傳輸協(xié)議透明等優(yōu)點(diǎn)。將可見光通信與現(xiàn)代常規(guī)通信技術(shù)相結(jié)合，已成為一種新興的通信技術(shù)，也逐漸成為當(dāng)前國(guó)際通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。在室外可見光通信過程中，雖然可見光具有較小的發(fā)散角，方向性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是這些優(yōu)點(diǎn)卻給通信鏈路的建立和維持帶來了困難。因此，在可見光通信鏈路建立前對(duì)信標(biāo)光的捕獲，以及鏈

2、路建立成功瞄準(zhǔn)后對(duì)信標(biāo)光持續(xù)跟瞄變得尤為重要。因此，設(shè)計(jì)一種捕獲跟瞄系統(tǒng)完成對(duì)光源點(diǎn)的快速捕獲和持續(xù)跟瞄變得尤為重要。完成通信雙方光源及接收設(shè)備精確對(duì)準(zhǔn)的技術(shù)稱之為APT(Acquisition Pointing and Tracking)技術(shù)，即捕獲、瞄準(zhǔn)和跟蹤技術(shù)。
　　本文提出了一種基于北斗地理位置信息的可見光室外遠(yuǎn)距離通信 APT系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)快速精確地對(duì)信標(biāo)光進(jìn)行捕獲、瞄準(zhǔn)和跟蹤過程，保證了通信的高效性。本文主要包括以下

3、幾個(gè)方面：首先，對(duì)基于北斗地理位置信息的可見光室外遠(yuǎn)距離通信APT系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；其次，對(duì)基于北斗地理位置信息的通信APT算法進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，得到了北斗原始位置信息到天線坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換方法，并對(duì)北斗原始位置誤差對(duì)天線坐標(biāo)系下方位角和俯仰角的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算、研究和分析，分析結(jié)果表明本文提出的基于北斗位置信息的APT算法能夠滿足室外可見光通信雙方跟瞄精度的要求；再次，為了降低對(duì)北斗等其它系統(tǒng)的依賴性，對(duì)可見光通信 APT系統(tǒng)設(shè)

4、計(jì)方案中跟蹤模塊進(jìn)行了補(bǔ)充設(shè)計(jì)，采用CCD作為通信子系統(tǒng)接收天線，同時(shí)也作為APT子系統(tǒng)的信息采集設(shè)備，通過對(duì)CCD采集的圖像進(jìn)行處理，生成天線指向信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信標(biāo)光的持續(xù)跟蹤；最后，編寫控制軟件，搭建試驗(yàn)平臺(tái)面，完成對(duì)上述可見光通信 APT系統(tǒng)方案的室外試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果驗(yàn)證了基于北斗地理位置信息的APT算法的可行性，以及采用CCD作為接收天線的APT跟瞄方案的可行性。
　　研究分析及試驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的基于北斗地理信息的室外可見