基于扩频的可见光通信系统设计与实现研究

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可见光通信技术具有光谱资源丰富、响应灵敏度高、节能环保、通信安全等优点,缓解了现有无线通信中存在的频谱资源紧张问题。由于目前的可见光通信系统中仍存在多径干扰、严重的背景光干扰和发光二极管(LED)非线性等的技术问题,所以提出采用一种技术来提高可见光通信系统抗干扰能力。本文对可见光通信的发展和现状进行了详实的动态分析,在传统的可见光通信系统的基础上,结合扩频调制技术进行了基于扩频的可见光通信系统设计与实现研究,具体内容包括:首先,重点阐述了可见光通信系统的组成和关键技术原理。研究了LED光源的工作特性,分析了可见光通信信道链接方式和信道特性,介绍了光电检测器工作原理,研究了所采用的扩频技术的原理和特性;其次,仿真分析了可见光通信系统调制方式并进行了调制方式的选择。构建了可见光通信仿真系统框架并测试了系统仿真结果,探究了系统误码率的影响因素;再次,设计了基于扩频可见光通信系统整体方案,研究了其发送端和接收端的器件选择以及电路设计,重点研究了系统的扩频PPM调制方案及其对应的解扩解调方案,并利用软件和硬件电路测试进行了系统的仿真研究;最后,设计了可见光通信系统的音频测试装置,搭建了基于扩频可见光通信系统实验平台,并利用串口通信系统分析了系统的整体性能,研究了不同传输速率、通信距离、接收角度、有无光噪声对系统误码率的影响。设计了对比实验,进行了基于扩频可见光通信系统性能测试。
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