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可见光并行通信系统方案及关键技术研究

作　者: 李亮亮
导　师: 梁忠诚；马正北
学　校: 南京邮电大学
专　业: 光学
关键词: LED 可见光通信 正交频分复用 并行通信 QR码
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


可见光通信(Visible Light Communication, VLC)是一种在白光LED技术上发展起来的新兴的无线光通信技术。其利用LED器件的高速响应特性,将信号调制到LED可见光上进行传输,使照明与通信相结合构建出LED照明和可见光通信两用基站灯,可为光无线通信提供一种全新的宽带接入方式。VLC高速传输时,多径效应造成的码间干扰限制了最大的数据传输速率,本文研究了频带利用率高、抗干扰性能好的VLC正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)调制技术。目前应用的白光LED,可调带宽都比较低,为了实现大通信容量VLC的广泛应用,本文将二维码与VLC技术结合,提出一种能提高系统通信容量的可见光并行通信系统,为高速VLC技术探索一种新方法。本文主要工作包括：将OFDM调制方式应用于VLC系统,重点研究了VLC-OFDM系统在多径衰落信道中的传输性能。将二维码与VLC结合,提出一种可见光并行通信系统方案,来提高系统的通信容量,该系统包括静态和动态两种方案。可见光静态并行通信系统,使用LED做背景光源,利用微型二维码传递信息。该系统利用显微镜原理,发射的二维码能够在远距离探测,并成放大的像,能够准确解码。可见光动态并行通信系统,利用LED阵列组成动态QR码来传递信息。重点研究了其传输LED阵列QR码并行数据时的定位技术,以及对定位后的图像的处理技术。最终在接收端还原出一个标准的QR码,能够准确译码。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-18
  1.1 研究背景与意义  8-10
  1.2 可见光通信的应用优势  10-12
  1.3 可见光通信技术的发展和研究现状  12-15
  1.4 本文主要工作及创新点  15-18
第二章 可见光通信技术概述  18-34
  2.1 白光LED的工作原理与特性  18-21
    2.1.1 LED的发光原理  18
    2.1.2 白光LED的结构和实现途径  18-21
  2.2 室内无线光通信信道分析  21-28
    2.2.1 室内可见光通信系统的链接方式  21-23
    2.2.2 信道的基本类型分析  23-24
    2.2.3 信道的直流增益  24-25
    2.2.4 信道的衰落分析  25-28
  2.3 室内可见光通信系统  28-32
    2.3.1 室内可见光通信的原理  28-30
    2.3.2 室内可见光通信的关键技术  30-32
  2.4 室外可见光通信系统  32-33
  2.5 本章小结  33-34
第三章 可见光通信OFDM系统传输性能研究  34-50
  3.1 无线光通信调制方法分析  34-37
  3.2 OFDM技术简介  37-44
    3.2.1 OFDM技术的原理  37-39
    3.2.2 OFDM系统的构成模型  39-42
    3.2.3 OFDM的优点与不足  42-44
  3.3 可见光通信OFDM系统在多径衰落信道中的传输性能研究  44-49
    3.3.1 VLC-OFDM系统整体框图  44-45
    3.3.2 可见光通信OFDM系统仿真  45-49
  3.4 本章小结  49-50
第四章 可见光并行通信系统研究  50-63
  4.1 可见光静态并行通信系统的研究  50-58
    4.1.1 可见光静态并行通信方案的提出  50-52
    4.1.2 可见光静态并行通信系统的原理  52-53
    4.1.3 可见光静态并行通信系统的实验及结果  53-58
  4.2 可见光动态并行通信系统的研究  58-61
    4.2.1 可见光动态并行通信方案的提出  58-60
    4.2.2 可见光动态并行通信系统的原理  60-61
  4.3 本章小结  61-63
第五章 QR码LED阵列的定位和译码图像处理  63-75
  5.1 QR码LED阵列的旋转定位  63-68
    5.1.1 QR码定位原理  63-65
    5.1.2 仿射变换  65-66
    5.1.3 QR码LED阵列定位方法实验及结果  66-68
  5.2 定位后QR码LED阵列的图像处理  68-72
    5.2.1 QR码LED阵列图像的预处理  68-70
    5.2.2 QR码LED阵列图像的块处理和译码  70-72
  5.3 下一步研究重点及关键技术问题  72-74
  5.4 本章小结  74-75
第六章 总结与展望  75-78
致谢  78-79
参考文献  79-84
攻读硕士学位期间发表的论文及获奖情况  84

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 光波通信、激光通信
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