基于类PPM的室内可见光实时通信系统研究

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可见光通信(VLC)具有节约能源、无电磁干扰、频谱不受限制、保密性强等优点,能够在军事基地、医院、室内定位系统等场合发挥优势。因此,可见光通信具有显著的研究意义和发展前景,国内外研究机构在可见光通信的研究上已经取得了一定的成绩。脉冲位置调制(PPM)是无线通信中常见的调制方式之一,它具有平均功率低、抗干扰性强、结构简单等优点,可见光通信的标准IEEE.802.15.7也将PPM调制列入其中。本文在PPM的基础上提出并设计了一种新型的调制方式,并搭建室内可见光实时通信系统,该系统在满足误码率要求的情况下的实时速率可以达到104Mbps,光路距离为60cm。然后提出一种适用于传输两路数据的联合调制方案并完成仿真。本文首先介绍了可见光通信的定义及国内外研究现状,然后介绍包括调制解调、发射机、接收机、LED等模块的可见光通信系统。阐述PPM的原理,对比PPM与开关键控调制(OOK)的性能,重点分析PPM及其衍生的调制方式如差分脉冲位置调制(DPPM)、重叠脉冲位置调制(OPPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)、多脉冲位置调制(MPPM)的性能。本文在MPPM的基础上提出混合间隔多脉冲位置调制(MI-MPPM),这种调制方式相对于MPPM同时提高了带宽利用率和抗干扰性。为了验证MI-MPPM的性能优势,在FPGA上实现了PPM、MPPM、MI-MPPM调制解调方案,并利用其它模块搭成一套实时可见光通信系统,实验结果与理论分析基本相符。最后我们搭建MI-MPPM和ACO-OFDM的联合调制模块,该模块能够应用在需要传输两路数据的系统当中,最终在Modelsim仿真成功。
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