室内led可见光通信系统应用研究

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1、南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文专用术语注释表专用术语注释表符号说明：Yc视场角y半功率发射角1/2F光通量f入射角dw单位立体角E光照度I发光强度()kh第k次反射的脉冲响应E缩略词说明：FOVFieldOfView视场角HPHalfPower半功率角IM/DDIntensityModulation/DirectDetection强度调制和直接检测LEDLightEmittingDiode发光二极管LIFILightFidelity可见光无线通信MIMOMultipleInputMultipleOutput多输入多输出MISOMultipleInputSin

2、gleOutput多输入单输出OFDMOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing正交频分复用OOKOnOffKeying二进制启闭键控PDPhotoDetector光电探测器RMSRootMeanSquare均方根SCSpatialCorrelation空间相关性SNRSignalNoiseRatio信噪比SISOSingleInputSingleOutput单输入单输出VLCVisibleLightCommunication可见光通信VLCCVisibleLightCommunicationsConsortium可见光通信协会W

3、LEDWhiteLightEmittingDiode白光二极管WIFIWirelessFidelity无线保真V万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论第一章绪论1.1引言随着全球变暖，环境问题受到越来越多的关注，各国都在积极调整产业结构，以减少能源的浪费。在我国用于生活照明的电量占总耗电量的13%左右，因此照明用电对资源的消耗也是一个不可忽视的问题，研究人员也一直致力于提高照明器材的电光转换效率以减少资源的浪费。近些年来，在照明领域的研究有了快速的发展，尤其是新型固态光源因为优点众多脱颖而出。固态光源是指采用半导体发光技术产生光，包括发光二极管（L

4、ightEmittingDiode，LED）光源和激光（LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation，LASER）光源等，其中LED发射的光线大部分属于可见光，非常适用于生活照明，与白炽灯这类热光源相比有极高的发光效率，理论上大概是汞灯的3倍，是普通白炽灯的20倍；LED属于冷光源，与白炽灯这样的热光源相比，安全更有保障；并且具有超长的寿命，正因为固态光源的种种优势，使得它一出现就成为了众人瞩目的未来之星。其中，LED从早期提供液晶显示器的背光、指示灯到现在作为汽车车灯、台灯及其他照明设备，这种新型的照明方式正在

5、越来越多地出现在我们的生活中，2014年的诺贝尔物理学奖授予了发明蓝光LED的三位科学家，这让LED再度成为了公众关心的焦点。近几年，由于平板电脑、手机等智能终端设备的巨大发展，极大地推动了无线接入网络的发展，而无线频谱资源的紧张必然会成为制约其发展的一大瓶颈，研究人员正在积极地研究开发新的无线接入技术。因为LED响应速度快，可以利用灯光的高速明暗变化承载信号来传输信息，而不需要额外的系统及能量的支持，只要闪烁的频率高于一定的值，对于人的视觉效果将没有任何影响，所以将照明与通信结合在一起，会产生很好的效果，将在这场重大变革中占有重要地位。进而在现代光通信领域，除了激

6、光通信、红外光通信外，又诞生了一个新的研究课题—可见光通信（VisibleLightCommunication，VLC）。与传统的通信方式相比，VLC系统具有以下优点：（1）VLC系统是靠可见光作为载波的，不会造成电磁辐射，对人体百分之百安全，所以无需限制发射功率，可以通过增加发射功率来提高整个通信系统的性能；（2）因为在一个相对封闭的房间内，光信号不会辐射出室外，通信信号不会被室外人员窃取，减少了一个物理泄密的环节，对信息安全要求较高的领域具有重要意义；（3）可见光通信本质就是照明与通信结合的产物，可以省去专门的通信系统，对于节能1万方数据南京邮电大学专业学位硕士

7、研究生学位论文第一章绪论减排的推广具有重要意义，而且安装方便；（4）由于可见光不在受管制的电磁频谱范围内，可以随意使用，这在很大程度上缓解无线频谱不足带来的压力。目前，可见光通信作为通信领域内新的且具有竞争力的研究方向，正处在活跃的发展期，各种新技术、新概念层出不穷的。在巨大的市场潜力刺激下，并出于节能环保的考虑，各国都在加紧可见光通信技术方面的研究，在不久的将来，将成为一新的国际竞争焦点。1.2国内外可见光通信技术的研究现状1.2.1国外研究现状1999年，香港大学的GranthamPang首次提出将照明用的可见光用于通信领域，自此有[1]了可见光通信的概念。