可見光通信(Visible Light Communications,VLC)技術(shù)作為一種新興無線傳輸技術(shù),因其廣闊的頻譜資源、無電磁干擾、安全且可兼顧照明與通信等優(yōu)點廣受關(guān)注并迅速發(fā)展。VLC利用380 nm-760 nm波長的可見光進行通信,通信時會引起晃眼、閃爍等令人不適的感覺,導(dǎo)致VLC在照明受限的場景(如昏暗的臥室、影院)中不能應(yīng)用。因此,與基于RF的通信技術(shù)(如Wi Fi)相比,目前VLC不是一個“永遠在線”(“Always-on”)的通信技術(shù)。通信光導(dǎo)致人眼不適的問題是VLC發(fā)展的阻礙之一。本文提出人眼不可感知的可見光通信(Imperceptible VLC,iVLC)的概念,研究iVLC系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),致力于實現(xiàn)“Always-on”VLC系統(tǒng)。在一般照明通信場景下,通過兼顧照明和通信的多種技術(shù),下行VLC可以做到對人眼無閃爍影響。但是對于照明受限場景,VLC通信會引起晃眼問題。因此,通俗地描述目前狀況,即為:燈滅了,VLC通信就斷了。上行VLC也會引起晃眼問題,目前一般的解決方案是采用RF、紅外作為上行通信鏈路。2016年美國達特茅斯學(xué)院研究團隊的實驗證明,可以在看似無...

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
英文縮略詞
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 可見光通信研究現(xiàn)狀
        1.2.2 可見光通信對視覺的影響研究現(xiàn)狀
        1.2.3 心理物理學(xué)在光電系統(tǒng)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
第2章 心理物理學(xué)、光學(xué)及VLC收發(fā)元件基礎(chǔ)
    2.1 心理物理學(xué)理論
        2.1.1 Weber定律和Fullerton& Cattell定律與最小可覺差
        2.1.2 Talbot-Plateau定律和Bloch定律與閃爍融合閾值
        2.1.3 Fechner定律和Stevens定律與心理感知量
    2.2 人類視覺系統(tǒng)
        2.2.1 人眼結(jié)構(gòu)及光學(xué)過程
        2.2.2 視網(wǎng)膜感光細胞種類及功能
        2.2.3 明視覺、暗視覺和中間視覺
    2.3 光學(xué)度量
        2.3.1 輻射度量
        2.3.2 光譜光視效函數(shù)
        2.3.3 光度量
    2.4 VLC收發(fā)元件原理
        2.4.1 LED發(fā)光原理
        2.4.2 光電檢測器接收原理
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于JID的人眼不可感知的VLC
    3.1 引言
    3.2 最大不可覺差
        3.2.1 最大不可覺差的通用刺激形式
        3.2.2 最大不可覺差的光亮度形式
        3.2.3 最大不可覺差的發(fā)光出射度形式
    3.3 iVLC系統(tǒng)二維特征信道模型
        3.3.1 iVLC光感知子系統(tǒng)
        3.3.2 iVLC通信子系統(tǒng)
    3.4 iVLC系統(tǒng)的LED平均發(fā)射功率界
        3.4.1 LED平均光功率上界
        3.4.2 LED平均光功率下界
    3.5 iVLC系統(tǒng)性能分析
        3.5.1 BER性能
        3.5.2 平均發(fā)射功率可行域
        3.5.3 通信速率
    3.6 本章小結(jié)
第4章 iVLC系統(tǒng)中同步、檢測及輔助信號增強技術(shù)
    4.1 引言
    4.2 iVLC系統(tǒng)同步技術(shù)
        4.2.1 定時偏差及采樣時鐘偏差
        4.2.2 iVLC系統(tǒng)幀同步方法
        4.2.3 基于PPM符號特性的同步方法
    4.3 iVLC系統(tǒng)同步技術(shù)仿真分析
    4.4 iVLC系統(tǒng)檢測技術(shù)
        4.4.1 脈沖能量閾值檢測
        4.4.2 上升沿檢測
        4.4.3 PPM符號檢測
    4.5 iVLC系統(tǒng)檢測技術(shù)仿真分析
    4.6 iVLC系統(tǒng)中使用反射鏡輔助的信號增強方法探討
        4.6.1 反射鏡輔助的iVLC二維特征信道模型
        4.6.2 反射鏡輔助的iVLC系統(tǒng)仿真性能及待研究的問題分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 iVLC系統(tǒng)中DNN輔助算法
    5.1 引言
    5.2 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介
    5.3 DNN模型
        5.3.1 ANN與 DNN結(jié)構(gòu)
        5.3.2 DNN的模型及關(guān)鍵技術(shù)
    5.4 iVLC二維特征多次反射信道模型
        5.4.1 iVLC光感知子系統(tǒng)信道模型
        5.4.2 iVLC通信子系統(tǒng)信道模型
    5.5 DNN輔助的iVLC系統(tǒng)的LED平均功率界
        5.5.1 兩種光感知場景的iVLC平均發(fā)射光功率上界
        5.5.2 基于DNN的 iVLC系統(tǒng)平均發(fā)射光功率下界
    5.6 MQK-DNN-HPPC
    5.7 基于MQK-DNN-HPPC的 iVLC通信系統(tǒng)性能分析
        5.7.1 收斂性分析
        5.7.2 BER性能
        5.7.3 平均發(fā)射功率可行域
        5.7.4 同步性能
        5.7.5 通信速率
        5.7.6 最大上行鏈路數(shù)
    5.8 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
作者簡介及在攻讀博士期間取得的科研成果
致謝



本文編號：3834242