本文關(guān)鍵詞：基于LED的保密通信研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),隨著白光LED電光轉(zhuǎn)換效率的提高,且具有體積小、耗能低、無(wú)污染、適合在潮濕環(huán)境中使用以及高速通斷切換等優(yōu)點(diǎn),所以L(fǎng)ED成為理想節(jié)能照明光源,是公認(rèn)的下一代綠色光源。與傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈相比,LED在節(jié)約能源方面具有明顯優(yōu)勢(shì),同時(shí)利用白光LED可以為光無(wú)線(xiàn)接入提供了一種新的途徑�；诎坠釲ED的可見(jiàn)光通信的應(yīng)用,可以很好的緩解無(wú)線(xiàn)電頻譜資源嚴(yán)重不足的問(wèn)題。 室內(nèi)可見(jiàn)光通信是近年來(lái)新發(fā)展的一種光無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),與傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)通信不同的是,它以L(fǎng)ED發(fā)出的白光作為信息載體。室內(nèi)可見(jiàn)光通信相對(duì)于傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)射頻通信具有更好的保密性,并且不受電磁干擾。室內(nèi)可見(jiàn)光通信使用的頻段免費(fèi),不占用無(wú)線(xiàn)電頻譜,也不受管制。同時(shí)由于室內(nèi)可見(jiàn)光通信以L(fǎng)ED發(fā)出的白光作為信息載體,LED發(fā)出的光對(duì)人體沒(méi)有傷害,而其他無(wú)線(xiàn)通信方式大多以無(wú)線(xiàn)射頻作為信息載體,而這些射頻信號(hào)并不是完全對(duì)人體無(wú)害。與傳統(tǒng)光纖通信不同的是,室內(nèi)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的光源需要同時(shí)兼顧滿(mǎn)照明和通信的功能,但并非所有的照明光源都適合用作室內(nèi)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的光源。白熾燈耗電量高,且不能進(jìn)行高速開(kāi)關(guān),所以不適合用做可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的光源；日光燈進(jìn)行高速開(kāi)關(guān)控制會(huì)造成其壽命縮短,所以日光燈也不適合用做可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的光源。LED用作室內(nèi)照明光源具有廣泛的應(yīng)用前景,且LED支持高速開(kāi)關(guān)控制。考慮這些因素,LED非常適合用作可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的光源。 隨著近年來(lái)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們對(duì)信息的需求和依賴(lài)程度也越來(lái)越高,在一些特定的對(duì)電磁干擾敏感的場(chǎng)合,由于傳統(tǒng)的移動(dòng)通信會(huì)產(chǎn)生電磁干擾,因此在這些場(chǎng)合并不能做到信息的無(wú)縫覆蓋。其中包括醫(yī)院的一些特定區(qū)域,為了防止電磁的干擾,禁止使用射頻通信的。而在飛機(jī)上,為了防止個(gè)人手機(jī)信號(hào)對(duì)飛機(jī)的安全通信產(chǎn)生干擾,也是禁止使用手機(jī)的。所以,在很多特定場(chǎng)合中我們無(wú)法使用傳統(tǒng)的移動(dòng)通信方式獲取信息。而基于白光LED的室內(nèi)可見(jiàn)光通信具有綠色環(huán)保和無(wú)電磁干擾的內(nèi)在特性,這就驅(qū)使了室內(nèi)可見(jiàn)光通信的發(fā)展。室內(nèi)可見(jiàn)光通信可以作為傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的一種補(bǔ)充,共同滿(mǎn)足人們的快速、簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)通信的需求。此外,可見(jiàn)光通信還可以應(yīng)用于智能交通、水底通信、室內(nèi)定位、保密通信等領(lǐng)域。 本文圍繞著基于LED的可見(jiàn)光通信進(jìn)行了研究。首先對(duì)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)模型進(jìn)行了介紹,再對(duì)LED可見(jiàn)光通信中關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,最后對(duì)OFDM在可見(jiàn)光通信中的應(yīng)用做了詳細(xì)的研究。主要完成的工作和創(chuàng)新之處如下： (1)介紹了基于LED的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理。其中對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分LED進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,包括LED的原理、LED轉(zhuǎn)換效率和LED的調(diào)制原理。在可見(jiàn)光信道的分析中,我們對(duì)各種信道拓?fù)淠Ｐ秃托诺纻鬏斈Ｐ瓦M(jìn)行了研究與比較。 (2)研究了可見(jiàn)光系統(tǒng)中提高系統(tǒng)性能的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)。涵蓋了從發(fā)送端到接收端的一系列關(guān)鍵技術(shù),其中包括LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、LED調(diào)制帶寬擴(kuò)展、提高信號(hào)傳輸速率的先進(jìn)調(diào)制技術(shù)、MIMO信道抗干擾技術(shù)和基于擴(kuò)頻技術(shù)的可見(jiàn)光通信。其中,重點(diǎn)對(duì)信道抗干擾技術(shù)和基于擴(kuò)頻技術(shù)的可見(jiàn)光通信進(jìn)行了詳細(xì)的研究,其中擴(kuò)頻等技術(shù)在可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用是其新擴(kuò)展的用途,其在提高系統(tǒng)抗干擾容限、系統(tǒng)安全性乃至抵抗其他光源干擾等方面的具有重要的作用。 (3)重點(diǎn)研究了OFDM在可見(jiàn)光系統(tǒng)中的應(yīng)用。引入了正交頻分復(fù)用(OFDM)的調(diào)制方式,來(lái)減弱多徑效應(yīng)帶來(lái)的碼間干擾,從而達(dá)到改善通信系統(tǒng)整體性能的目的,并且通過(guò)仿真驗(yàn)證OFDM在可見(jiàn)光通信中應(yīng)用的必然性。由于LED的調(diào)制帶寬有限和傳輸信道特性的影響,接收到的信號(hào)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的失真,為了對(duì)失真的信號(hào)進(jìn)行恢復(fù),我們?cè)诮邮斩死糜?xùn)練序列對(duì)LED調(diào)制頻響和信道特性首先進(jìn)行估計(jì),然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行了補(bǔ)償。通過(guò)仿真結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證了該方案的可行性和優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：發(fā)光二極管 可見(jiàn)光通信系統(tǒng) 高階調(diào)制 正交頻分復(fù)用 信道估計(jì) 擴(kuò)頻通信
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 引言11-12
• 1.2 可見(jiàn)光通信的發(fā)展歷史12-13
• 1.3 可見(jiàn)光通信的研究背景及研究意義13-15
• 1.3.1 研究背景13-14
• 1.3.2 研究意義14-15
• 1.4 可見(jiàn)光通信的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4.1 國(guó)際上的相關(guān)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4.2 中國(guó)的研究現(xiàn)狀16
• 1.5 本文結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章 可見(jiàn)光通信系統(tǒng)概述18-36
• 2.1 LED原理及特性18-27
• 2.1.1 LED工作原理20
• 2.1.2 LED結(jié)構(gòu)20-22
• 2.1.2.1 平面和圓頂LED21-22
• 2.1.2.2 邊緣發(fā)光LED22
• 2.1.3 LED的效率22-24
• 2.1.3.1 內(nèi)部量子效率22
• 2.1.3.2 外部量子效率22-23
• 2.1.3.3 功率效率23
• 2.1.3.4 發(fā)光效率23-24
• 2.1.3.5 LED調(diào)制帶寬24
• 2.1.4 白光LED介紹24-26
• 2.1.5 LED亮度調(diào)制26-27
• 2.1.6 LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)27
• 2.2 接收機(jī)27-28
• 2.3 可見(jiàn)光通信的信道拓?fù)淠Ｐ?/span>28-30
• 2.3.1 定向視距光鏈路29
• 2.3.2 非定向視距光鏈路29-30
• 2.3.3 非定向漫反射光鏈路30
• 2.3.4 定向漫反射光鏈路30
• 2.4 可見(jiàn)光通信的信道特性30-35
• 2.4.1 室內(nèi)無(wú)線(xiàn)光通信信道概述31-32
• 2.4.2 LOS傳輸模型32-33
• 2.4.3 NON-LOS傳輸模型33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 基于LED可見(jiàn)光通信關(guān)鍵技術(shù)研究36-47
• 3.1 基于LED的可見(jiàn)光系統(tǒng)36
• 3.2 發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)36-39
• 3.2.1 LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)36-38
• 3.2.2 LED調(diào)制帶寬拓展38-39
• 3.3 應(yīng)用于可見(jiàn)光通信中的先進(jìn)調(diào)制技術(shù)39-41
• 3.4 室內(nèi)可見(jiàn)光MIMO信道抗干擾技術(shù)41-44
• 3.4.1 MIMO信道特性分析與理論建模42
• 3.4.2 MIMO信道估計(jì)與H矩陣修正42-44
• 3.5 基于LED的可見(jiàn)光系統(tǒng)保密性能44-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 將OFDM應(yīng)用到可見(jiàn)光通信中47-55
• 4.1 OFDM理論及實(shí)現(xiàn)方法47-49
• 4.1.1 OFDM理論的發(fā)展47
• 4.1.2 OFDM理論介紹47-48
• 4.1.3 OFDM的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)48-49
• 4.2 將OFDM應(yīng)用到可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的模型分析49-50
• 4.3 難點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)50-52
• 4.3.1 難點(diǎn)以及解決方法50-51
• 4.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方法51-52
• 4.4 整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)52-54
• 4.4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)52-53
• 4.4.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)53-54
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第五章 研究展望與工作計(jì)劃55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-59

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 吳傳富;郝威;江磊;;軍事短波通信中的干擾問(wèn)題[J];四川兵工學(xué)報(bào);2010年11期

2 孫家可;王春芳;;淺析擴(kuò)頻通信技術(shù)及其發(fā)展方向[J];電信網(wǎng)技術(shù);2014年11期

  本文關(guān)鍵詞：基于LED的保密通信研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：504695