【摘 要】
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随着射频频谱资源日渐匮乏,人们对高速传输速率的需求也越来越迫切,逐渐将关注转向了可见光通信。可见光通信不占用射频频谱资源且不需要频谱许可证,具有成本低、保密性好、传输速率高等众多优点。通过使用广泛存在的发光二极管进行信息传输,可以满足照明和通信这两种需求。正交频分复用由于其可以有效地抵抗无线传输过程中的多径衰落和符号间干扰,并且其传输速率较高,因此在可见光通信系统中运用正交频分复用技术可以提高系统
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随着射频频谱资源日渐匮乏,人们对高速传输速率的需求也越来越迫切,逐渐将关注转向了可见光通信。可见光通信不占用射频频谱资源且不需要频谱许可证,具有成本低、保密性好、传输速率高等众多优点。通过使用广泛存在的发光二极管进行信息传输,可以满足照明和通信这两种需求。正交频分复用由于其可以有效地抵抗无线传输过程中的多径衰落和符号间干扰,并且其传输速率较高,因此在可见光通信系统中运用正交频分复用技术可以提高系统的通信能力。而调光控制作为可见光通信中的关键问题,研究融合调光控制的可见光通信传输技术是目前的热点。基于此,全文主要工作内容如下:(1)对可见光通信系统及调光技术概述。全面介绍了可见光通信、正交频分复用技术以及目前可见光通信中典型的光正交频分复用方案,还总结了目前调光技术的两种研究现状,强调其中数字调光技术能够更好的满足可调光通信系统的要求,是目前的研究热点,为后续研究奠定了基础。(2)提出兼容调光控制的混合可见光调制方案。针对可见光通信中单载波调制技术低频谱利用率的问题,首先构思了基于可变开关控制的混合可调光正交频分复用方案和基于可变脉冲位置调制的混合可调光正交频分复用方案,实现简单且适用于高速率的可见光通信链路。然后不仅证明了接收端正交频分复用信号与调光信号互不干扰可以独立接收信号,且复杂度低,还详细计算了所提方案的调光度,最后仿真结果表明该方案具有较优的系统性能。(3)提出基于脉冲宽度调制的自适应偏置可调光方案。首先针对分层非对称剪切光正交频分复用方案中,每一层非对称剪切光正交频分复用方案进行削波操作时,会对更高层产生干扰的问题,提出了一种低复杂度的自适应偏置分层光正交频分复用调制方案。通过信号重新构建,叠加自适应偏置确保传输的信号为非负,能在一定程度上降低复杂度,减少时延。然后在此基础上,叠加脉冲宽度调制技术,以支持调光兼容的可见光通信链路。最后仿真结果表明,该方案可以支持较宽的调光水平,同时具有较高的频谱利用率。(4)提出基于可变开关控制的自适应偏置可调光方案。相对于脉冲宽度调制技术,可变开关控制由于本身的性质,其信息位能在调光的同时传输更多的信息,并且更加安全可靠,是学术界的首选方案。根据可变开关控制在高电平、低电平两种不同状态,分别叠加不同的自适应偏置,以保证最终发送的可调光信号在发光二极管的线性范围之内。仿真结果表示所提方案能支持较宽的调光范围和具有良好的抑制非线性失真的能力,并且与分层非对称剪切光正交频分复用方案相比,所提方案在非线性环境下具有较低的误码率。
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