matlab基于白光LED的室内可见光通信系统研究(2)
4.2 接收端电路设计 31
5 室内可见光通信OOK调制方式研究 33
5.1 OOK调制编码 33
5.2 OOK信道编码性能分析 39
结 论 43
致 谢 44
参考文献45
1 绪论
在上世纪90年代末期，大众对无线宽带的通信速率的要求变的越来越高，全光接入技术的发展日新月异。随之一种信息存储量较大、操作方便、易于修理、安全性能显著的无线光通信技术，逐渐为人们所接受。它为无线宽带网络接入的结构布局，供应了一种较好的新型解决方案，起初其仅用于航天和军事领域，后来逐渐应用到民用的生活领域中。
进入21世纪后，半导体(LED)照明技术发展速度再次加快。由于LED器件具有高速点灭的发光响应特性，利用这一特性可先调制信号，再将LED可见光作为载波进行信号传输。使LED照明与可见光通信(VLC)相结合，制造出可供通信和照明的两用LED灯，这种全新的宽带接入方式对光通信技术产生了极大影响[1]。无线LED光通信信号的传输媒质是大气，只需在发送端和接收端之间的视距路径不存在遮挡，以及光发射功率足够大。
1.1 光通信系统概述
现代通信系统分为有线通信、无线通信两种，电磁波传输是其主要方式，但很少运用在光无线通信中。无线光通信技术和无线射频通信相比，其具有无需申请频率带宽、低成本等许多优点。室内可见光无线通信系统，即白光LED可见光通信系统，是一种光无线通信系统，是一种新型的通信系统。
目前，有以下几类主要的无线光通信技术: 自由空间光通信技术、可见光通信技术以及室内红外线通信技术。三种通信技术分别利用波长为850um或1550um的红外光，LED产生的红外光，以及LED可见光进行信号的传输[2]。
1.2 几种无线光通信技术的比较
1.2.1 自由空间光通信技术
自由空间光通信(free-space optical FSO)采用点对点传输，每处端点都分别设有光的收发系统，可实现全双工通信工作。光源经过调制，再通过光学望远镜作为发送端，经过大气层将调制的光信号传输至望远镜，一般来说，空间光通信系统使用的工作波长为 850nm或 1550nm[2]。与微波技术相比，它的特点是调制速度快、频带较宽、且不占用频谱资源等；与有线通信相比，它机动灵活、运行成本低、易于推广[3]。
FSO存在的主要问题有以下几点[4]：
1)FSO是一种基于视距的无线宽带通信技术，当传输距离超过一定大小时波束的宽度就会变大而难以被接收点正常接收，所以FSO一般应用于城市内部。
2)FSO的传输质量与天气状况有很大的关系，雨雪及大雾天气对传输质量的影响较大，而晴天时FSO的传输质量受到的影响则最小。
3)因为城市内存在高大的建筑物，其存在的阻隔会对两个点之间的激光对准产生影响。
4)影响FSO的使用的另一个因素是激光的安全问题，当激光的功率超过一定的数值时，会对眼睛造成伤害，激光释放的能量也有可能对人体产生伤害，所以产品必须符合人眼的安全标准。
1.2.2 红外线通信技术
红外线，是一种波长大于0.75um小于1000um的电磁波。通常情况下，数据通信时所采用的红外线是接近红外波段内的近红外线，红外收发器和通信信道组成了红外信号的收发系统。目前，红外通信的基本原理是在发送端采用脉冲位置调制，基带信号调制成一系列的二进制脉冲，并以光脉冲的形式的脉冲驱动红外发射管向外发射红外脉冲。红外通信中一般选择频率为38千赫兹的红外信号。空间中的红外接收机器接收红外信号，进行光电转换后再进行光电变换，讲光信号转换成电信号，并且还伴随着均衡、判决、解码等过程，最终变成原始的二进制电信号[5]。