【摘 要】
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可见光通信（Visible Light Communication,VLC）是一种基于环保节能LED（Light-emitting Diode）照明光源的新兴通信方式,具有无电磁辐射干扰、健康无害、安全可靠、成本低以及能极好地解决无线射频通信频谱资源短缺问题等一系列优点,被认为是面向第六代移动通信系统（the Sixth Generation,6G）发展的一个重要方向,将是无线通信技术的一种重要补
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可见光通信（Visible Light Communication,VLC）是一种基于环保节能LED（Light-emitting Diode）照明光源的新兴通信方式,具有无电磁辐射干扰、健康无害、安全可靠、成本低以及能极好地解决无线射频通信频谱资源短缺问题等一系列优点,被认为是面向第六代移动通信系统（the Sixth Generation,6G）发展的一个重要方向,将是无线通信技术的一种重要补充手段。当前限制VLC系统性能的主要因素有两方面,一是LED非常有限的调制带宽严重限制了 VLC系统传输速率。另一方面,VLC系统中的非线性源会引起信号失真进而降低系统性能。本文主要围绕高速VLC系统设计和相关关键技术等重要内容展开了深入研究,深入剖析了当前VLC发展的市场需求和应用潜力,系统梳理了此课题的研究背景和现状,并结合最新科研进展总结了 VLC未来可能的发展方向。论文的主要内容和创新点如下:1.全面概述分析了 VLC中的一些基本特性。针对LED光源,介绍了一些重要的光学概念;针对LED的固有特性,给出了几种典型的非线性建模方法;针对LED有限的调制带宽,提供了几种带宽拓展途径;针对VLC信道特性,描述了几种信道模型和噪声模型。2.成功设计搭建了一套基于白光 LED 和 PIN（Positive-intrinsic-negative）管的VLC数字宽带通信系统。系统在收、发两端相距90 cm,仅使用一组光学透镜且未采用任何均衡、加重等其他技术的条件下,经过实测达到32 Mbps的传输速率;收发端相距30 cm时,系统在100 MHz较高符号速率下仍然取得了大于10 dB的信噪比。3.构建了 VLC中的直流偏置光正交频分复用（Direct Current Optical-OFDM,DCO-OFDM）系统和单载波频域均衡（Single-carrier Frequency Domain Equalization,SC-FDE）系统仿真模型。基于射线追踪（Ray Traying,RT）仿真信道环境,采用一种基于物理机制的LED数值模型,对两者系统性能进行了仿真验证与分析比较。
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