室內(nèi)LED可見光無線通信系統(tǒng)物理層研究.pdf

1、LED燈具有亮度高、壽命長、性能穩(wěn)定、節(jié)省能源等優(yōu)點，它將成為下一代的照明方法。基于LED的高靈敏度和自由空間光通信的調(diào)制特性，LED照明系統(tǒng)還具有傳輸信號的能力。與傳統(tǒng)的紅外和無線電通信相比，LED可見光通信系統(tǒng)有發(fā)射功率高、無電磁干擾、無需申請頻譜資源和室內(nèi)不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄漏等優(yōu)點。因此，LED可見光通信系統(tǒng)具有顯著的研究意義和較大的發(fā)展前景，已經(jīng)被公認(rèn)為一種新興的短距離高速無線通信系統(tǒng)。論文提出系統(tǒng)信道模型表示的方法，研究其物理層的

2、調(diào)制、多址和接收優(yōu)化等問題，借助數(shù)學(xué)模型和仿真數(shù)據(jù)，對該通信系統(tǒng)的研究內(nèi)容作出了定量的分析和評價。 論文根據(jù)LED可見光通信的傳輸特點，參考日本Nakagawa教授可見光直射接收思想和美國John.Barry教授的紅外光多次反射接收理論，提出更加全面的描述該系統(tǒng)物理層信道模型的方法，并通過仿真計算確立了系統(tǒng)物理層信道模型的表達(dá)方式。在此基礎(chǔ)上，主要分別從各類調(diào)制信號接收性能的對比分析、接收機(jī)RACK抗多徑研究和各類多址方式的評價

3、三個方面進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和仿真分析。 主要的研究和仿真結(jié)果表明：對于速率較低(小于10Mbps)的室內(nèi)LED可見光數(shù)據(jù)傳輸，可以使用OOK和2PPM的簡單調(diào)制接收技術(shù)，對于高速率(50Mbps以上)的傳輸，需要使用較復(fù)雜的調(diào)制接收技術(shù)；當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps時，使用8抽頭數(shù)的PRACK接收機(jī)能使接收性能獲得明顯的改善，抽頭數(shù)的繼續(xù)增大，導(dǎo)致接收機(jī)設(shè)計成本的增加，但接收改善并沒有得到更加顯著的提高；在TDMA/FDMA的多址系統(tǒng)