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随着传统无线通信频谱资源不断短缺和LED的迅速发展,基于LED 的可见光通信(Visible Light Communication,VLC)由于具有可用频带宽、无电磁干扰、绿色环保及成本低廉等优势获得了越来越广泛的关注,它可以同时实现照明和通信。论文选题来源于华为创新研究项目(The Huawei Innovation Research Program, HIRP)(项目编号:20150101)。针对同时实现高通信速率和高调光精度是制约VLC中单一调制技术应用的瓶颈这一问题,本论文分别以可变脉冲位置调制(Variable Pulse Position Modulation,VPPM)和多脉冲脉冲位置调制(Multiple Pulse Position Modulation, MPPM)为基础,分别在室内VLC系统点对点模型和多输入多输出(Multipulse Pulse Position Modulation,MIMO)模型下提出两种改进的调制机制,解决了 VPPM通信速率低及MPPM调光精度低的问题。本文主要研究内容如下:1、论文全面总结了 VLC的研究内容、研究现状、应用场景及面临的挑战。同时,详尽地总结与梳理了 VLC中的关键技术,并对调制技术进行重点分析。通过对比各种调制技术特点,得出同时实现高速的通信速率与精确的调光精度是制约VLC中单一调制技术性能的瓶颈因素。2、针对如何保留VPPM能够精确地进行明暗控制的优势,同时克服其通信速率低的缺点,本课题从增加可能传递的码字数目的角度入手,提出基于最优N倍时隙划分的VPPM机制,称为N-VPPM机制。该方法通过同时考虑实际场景下的三个限制条件:通信性能、亮度水平及LED带宽,对VPPM进行最优的时隙划分,达到提升通信速率的目的。理论分析和仿真结果表明本文所提机制解决了 VPPM通信速率低的缺点,实现速率的N倍提升,同时保留了可以进行精确调光的优点。此外,本课题把人眼非线性效应考虑进来并进行相应的仿真,得出实际情况下人眼非线性效应的影响及消除影响的方法。3、在VLC系统中,针对MPPM通信速率高但调光精度低的问题,提出了基于MIMO天线数目选择的多脉冲脉冲位置调制机制。该机制利用了 MIMO具有天然的明暗控制功能,即选择不同的发光LED数目,可以提供不同的亮度水平这一特点,根据不同的目标亮度水平,对MIMO进行天线数目选择,选择最佳的发光LED数目,使得与MPPM的调光因子(占空比)结合之后系统的调光误差减小。理论分析和仿真结果表明本文所提出机制解决了MPPM调光精度低的缺点,同时保留了其通信速率高的优点。