本文關(guān)鍵詞：基于LED室內(nèi)可見光通信收發(fā)天線若干關(guān)鍵問題研究

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【摘要】：可見光通信(Visible Light Communication,VLC)將照明與LED光通信結(jié)合起來,是一種綠色環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的通信技術(shù),以LED為光源的無線光通信技術(shù)因其諸多優(yōu)點(diǎn),在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。近幾年來,隨著其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸從軍用、航空領(lǐng)域發(fā)展到民用應(yīng)用領(lǐng)域,無線光通信技術(shù)也得到了發(fā)展和完善。在現(xiàn)有照明系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造即可實(shí)現(xiàn)照明和光通信的雙重效果,節(jié)約成本。與傳統(tǒng)的通信方式相比,室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)投入較小,覆蓋面更廣,沒有電磁輻射,安全性更高。作為VLC系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分,室內(nèi)可見光通信的發(fā)射端和光學(xué)接收天線的性能優(yōu)劣直接影響到整個(gè)通信系統(tǒng)的可靠性和信號傳輸?shù)姆�(wěn)定性,因此對LED光源和光學(xué)接收天線的設(shè)計(jì)和研究成為重要關(guān)鍵技術(shù)。本文首先從VLC系統(tǒng)發(fā)射端出發(fā),對LED光源的組成結(jié)構(gòu)、發(fā)光原理以及LED的信號驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析;其次,詳細(xì)介紹了VLC系統(tǒng)的信道傳輸模型,并對視距鏈路(LOS)和非視距鏈路(NLOS)兩種情況下的脈沖響應(yīng)及信道噪聲分布進(jìn)行了分析和討論。通過建立室內(nèi)LED光照度模型,對LED室內(nèi)照度分布進(jìn)行了分析計(jì)算,為了滿足室內(nèi)照明需求,采用多陣元天線設(shè)計(jì)的方案,分析討論了LED光源陣列不同分布方式對室內(nèi)光照度分布的影響,最后分析得出了LED光源陣列優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,從而達(dá)到了室內(nèi)光照度和通信信號在很高程度上的均勻分布,實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)無盲區(qū)照射。論文還從分類和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,對菲涅爾透鏡接收天線進(jìn)行了分析和研究。由于菲涅爾透鏡同時(shí)具有會聚和分光的作用,因此,對基于菲涅爾透鏡的光學(xué)接收天線進(jìn)行了光學(xué)性能分析,對聚光方面的聚光比和聚光效率性能參數(shù)模型以及在分光方面的衍射效率和光譜分辨力進(jìn)行了理論研究,并基于以上菲涅爾透鏡理論,運(yùn)用仿真軟件對菲涅爾透鏡進(jìn)行了模型設(shè)計(jì)和光學(xué)性能仿真研究,在會聚方面和分光方面均給出了合理的參考數(shù)值,得到了既能對可見光有很好的聚光效果,同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)對可見光紅綠藍(lán)三色分光的菲涅爾透鏡光學(xué)接收天線,從而增強(qiáng)了可見光信號的接收,降低了對探測器的要求,節(jié)約了成本,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1293010