基于led的室内可见光通信系统的研究与设计

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1、硕士学位论文基于LED的室内可见光通信系统的研究与设计论嫦：吴瑕指导教师：张国平教授学科割墅：通信与信息系统研究方向：光电子技术华中师范大学物理科学与技术学院2014年5月ResearchandDesignoftheIndoorVisibleLightCq"：atiqSystembasedLEDommunicationSystembasedonEDAThesiSSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementFortheM．E．DegreeinCommunicationandInformationSyst

2、emWuXiaPostgraduateProgramCollegeofPhysicalScience&TechnologyCentralChinaNormalUniversitySupervisor：ZhangGuopingAcademicTitle：ProfessorSignature华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己

3、在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名：辩魄出、f年F腑日学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期问论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密，在——年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本

4、授权书。作⋯：撵导～：巧嘞彳日期矽lt％嘲日日期：少I妒年f月弼E{．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1．．．．．．本人已经认真阅读“CALIS高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的学位论文提交“CALIS高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中的规定享受相关作者签名：日期：谚弋摘要VLC(VisibleLightCommunication)技术作为一种新的带宽无线通信技术，自2000年横空出世以来，因为具有高速调制特性、不占用无线电频谱资源、安全性高等独特优势，受到的关注

5、度越来越高，已经成为国内外的主流设备商、各大学和科研机构的研究热点，拥有巨大的发展潜力，在未来的实用化前景相当值得期待。目前对VLC技术的研究目前主要分为室内和室外两大领域，本文主要对基于白光LED的室内可见光通信系统的设计与实现进行了研究。本文首先简要讨论了VLC技术的研究背景与意义和国内外研究现状，接着对白光LED的光源特性进行了研究，是后面LED驱动电路的设计的理论基础，然后重点对室内无线信道特性进行了分析，具体包括室内通信系统的链接方式、光路径、信道冲击响应等，选择了最简单的直射视距作为本系统的链接方式。通过分析相关文献，了解到影响系统通

6、信性能的主要因素是多径效应产生的码间干扰，因此提出引入具有强抗多径时延能力的OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)技术，并详细介绍了它的基本原理，最后设计了一套基于白光LED的室内可见光通信试验系统，其中，PC机用来发送和最终接收数据，调制和解调模块是基于QuartusII11．0开发环境通过FPGA(FieldProgrammableGateArray)实现的，与传统的通过硬件电路实现相比更简便快捷，且性能更优越。本文重点是整个系统的设计工作，首先，设计了LED驱动电路、前置放大电路和滤波与主

7、放大电路，同时为了克服调制信号可能存在的变形，在调制模块和驱动模块间加入了高速比较器对信号根据设定的标准电平进行整形处理，得到标准的矩形方波；其次，OFDM系统的设计，具体包括各个小模块到最后调制和解调两大模块的整体实现：最后，完成整个系统的搭建，通过比较PC机发送和接收的数据是否相同来判断系统能否正常工作，该实验系统的实现为后续进一步系统的优化与实用化提供了一定的参考和借鉴价值。关键词：白光LED；可见光通信；无线光通信；正交频分复用；现场可编程门阵列AbstractVLC(VisibleLightCommunication)嬲anewband

8、widthofwirelesscommunicationtechnology,wasbomin2000。becauseofitshigh