论文部分内容阅读
作为无线光通信的一个重要分支,利用照明系统进行通信正在受到越来越多的关注。本文着眼于推动照明光通信技术的发展进程,对亟待解决的若干问题进行研究与分析,为使其早日实现实用化做出努力。从无线光通信系统的整体入手,首先介绍了系统模型,并阐述了数字传输系统的工作方式和主要编码调制方案。以此为基础,介绍了可见光LED照明技术,并说明了其用于通信的特点、优势及应用。之后探讨了照明光通信技术的核心器件——照明用可见光LED的若干特性,主要包括光源的工作方式、谱功率分布、发射方向性等几个方面。为了推动照明光通信技术的发展,首先针对需要面对的主要问题进行了论述:分析了室内反射环境以及信号的多径传播对接收信号产生的影响;研究了以阳光为主的背景光噪声特性、室内光照的不均匀性和各向异性特征,并对系统整体性能进行了评估。然后以角度分集技术作为解决方案,分析了其在信号的接收和接收机输出信噪比等方面的应用效果,比较了三种常用合并方式的性能差异,并对角度分集技术的有效性进行了验证。结果表明:接收到的直射信号能量占据了接收能量的绝大部分,而信号脉冲的展宽严重限制了高速系统的性能,并且在空间的不同位置具有不同的展宽幅度;作为主要系统噪声的背景光,不仅是使系统产生误码的主要因素之一,还间接地影响了系统光源的选择;除此之外光照的不均匀性和各向异性特征在对系统提出更高要求的同时,也为应用角度分集技术提供了空间。角度分集技术可有效减小信号的脉冲展宽并减弱噪声,进而明显改善系统性;在输出信噪比的对比测试中,MRC合并方式表现最好,可以作为高性能系统的第一选择。同时EGC也有不错的性能,在系统复杂度较为敏感的应用中可成为MRC的替代方案。而SC方式和前两者相比有着较大差距,因此一般不建议选用。