室外可见光通信接收端光学去噪技术研究

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1、分类号TN929密级公开UDC621.396编号10299z1308007硕士学位论文室外可见光通信接收端光学去噪技术研究ResearchonOpticalFilteringTechnologyforreceverofOutdoorVisibleLightCommunication指导教师朱娜作者姓名王泽苏申请学位级别硕士学科(专业)电子与通信工程论文提交日期2016年4月论文答辩日期2016年6月学位授予单位和日期江苏大学2016年6月答辩委员会主席_____闫述_____评阅人______________独创

2、性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：王泽苏2016年6月8日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复

3、印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：王泽苏指导教师签名：朱娜2016年6月8日2016年6月8日江苏大学硕士学位论文摘要LED可见光无线通信因绿色低碳、低

4、能耗、无电磁干扰等特点，成为了一种新型的通信方式，并逐步应用在LED照明设备上。如今LED光源已经被广泛应用于汽车前照灯、交通信号灯、路灯等设备上，使可见光无线通信应用到智能交通系统和车联网中成为可能。室外可见光通信受到自然光和不同天气情况的严重影响，从而导致接收端性能的下降。在本文研究的室外可见光通信系统中，使用汽车LED前照灯作为信号的发射源，近地面空气作为传输信道。针对接收端所受到的自然光背景噪声，采用光学滤波技术进行处理，设计了诱导透射滤光片、光角度选择器，使室外可见光通信系统的通信质量得到提高。论文主要

5、完成的工作和创新点：(1)为了有效滤除太阳光噪声，设计了一种新型带通滤光片。对汽车LED前照灯光谱和太阳光光谱进行分析，根据汽车LED前照灯光谱与太阳光光谱之间的重叠和非重叠区域，确定了滤波通带的频谱形状。针对此通带的频谱形状，采用诱导透射滤光片进行滤波。根据光学薄膜计算方法设计了诱导透射滤光片的膜系结构参数，并对所设计的膜系通带进行仿真。在保障信号光顺利通过的情况下，实现了对太阳光噪声的有效滤除。对诱导透射滤光片进行性能分析，结果表明使用诱导透射滤光片后系统信噪比提高了1.44倍。(2)设计了光角度选择器，以保

6、证信号光和自然光的最佳入射角。对汽车LED信号光入射角与滤光片通带形状的关系和太阳光入射角与太阳光噪声功率的关系进行分析，确定汽车LED信号光的最佳入射角为0～10°，太阳光的最佳入射角为0～20°，设计了由阻断层、吸收层、透射层构成的汽车LED信号光光角度选择器和太阳光光角度选择器，保障了诱导透射滤光片通带形变程度最小，滤光效果最好并有效减少了太阳光噪声。(3)完成了光接收器的整体结构设计。光接收器分别由太阳光光角度选择器、汽车LED信号光光角度选择器、诱导透射滤光片、复合抛物面聚光器(CPC)、硅光电二极管组

7、成。对接收器性能进行仿真分析。结果表明，在使用光接收器后不仅提高了接收端的的通信质量，而且提高了通信的有效距离。关键词：可见光通信；光学滤波；汽车LED前照灯；光角度选择器I江苏大学硕士学位论文ABSTRACTLEDvisiblelightwirelesscommunicationbecomesannewtypeofcommunicationtechnologyandgraduallyappliedtotheLEDlightingdevicesduetoitsgreenandlowcarbon,lowenergy

8、consumption,noelectromagneticinterference,etc.NowadaystheLEDlightsourcehasbeenwidelyappliedinautomobileheadlamps,trafficlights,streetlampsandotherequipments,makesitpossibleforvisiblelight