Matlab白光LED可见光通信系统研究仿真(4)
第五章，对对论文进行了总结和展望。总结了论文所做的工作，介绍了室内可见光通信未来的发展趋势。
2白光LED可见光通信系统传输链路、收发电路研究
本章对室内白光LED可见光通信系统各个部分和总体进行介绍，给出了基本通信链路模型、发射机和接收机的基本电路，和接收部分的数值推导和分析，在对白光LED可见光通信系统的基本把握前提下，为第4部分的仿真打下理论基础。
图2.1所示为基于白光通信系统的基本原理流程图，由发射端装置和接收端装置两部分组成。发射端装置通过对数字视频信号源码流的编码和调制，经过白光LED阵列光源完成数据的发送。接收端装置把接收到的数据经过解码处理后，还原成模拟信号，并传输到接收终端的显示器实时播放。
图2.1 基于白光通信系统的基本原理流程图
2.1室内光传输链路
室内无线光通信的基本链路方式有很多种，在本文描述的室内LED可见光无线通信系统（LED的室内通信系统的实物系统如图2.2所示）中，假设LED室内照明灯固定在天花板上，以其为信号光源的通信链路主要有两种形式：直射式视距链接和漫射链接[34]，如图2.3所示。
图2.2 室内可见光通信的实物示意图
图2.3 直射式视距链接和漫射链接示意图
在直射式视距链路中，LED光源发出的光直接照射到接收机的探测器表面上，优点是信号光源功率利用率高、容易实现高速数据连接，然而该链路要求光信号收端和发端始终对准链接，容易因链路上存在的障碍物而阻断。在以墙面反射为主的漫射链路中[35]，系统为了获得更大的接收功率，接收机的探测器视角一般都比较大，虽然降低了对方向性的要求，系统不易受阴影效应影响，单链路中存在多径效应会限制信号传输速率。
2.2室内可见光发射电路
白光驱动电路的设计对于改善基于白光LED的VLC系统的调制频率至关重要，通过优化调制驱动电路，可以最大限度的利用现有已经商品化的白光LED实现高速数据传输。
图2.4 白光LED的驱动子电路
LED驱动电路的工作原理是给白光LED提供适当的偏置电流和调制电流，恒定偏置电流的作用是使白光LED工作于阈值以上的线性工作区。将晶体管、白光LED，分压偏置电路连接起来就构成了白光LED单元阵列驱动子电路，如图2.4，采用分压式偏置电路，使三极管基极固定于一定电压，让三极管处于放大状态，这样我们就可以使输入的小信号通过晶体管的放大。发射极电阻Re用于控制流过LED的电流，使流过LED的电流大约在20mA左右，同时Vcc使串联的白光LED分得的电压正好处于LED的线性区间，尽量使放大后的信号处于LED的线性区间，放大后的信号可以通过LED以人眼无法感测的速度进行闪烁的方法发送数据。这样LED即可用于照明，又可用于传输数据，通过实验，该电路在传输信号时具有良好的效果。
图2.5 白光LED m*n多管驱动阵列电路
图2.5电路是由图2.4电路演化得来的，图2.4电路可以看成是图2.5电路小子单元，该白光LED多管驱动阵列电路可以作为室内可见光通信的发光源[1]。
2.3室内可见光接收电路及接收数据分析
2.3.1 室内可见光接收电路
光接收部分的功能是将光发送器发送的光信号经光电二极管还原成光接收部分的核心是光电二极管和放大光电二极管输出的前置放大器。本电路采用的是PIN光电二极管，接收部分包括PIN和前置放大器、限幅放大器、输出缓冲器及信号检测电路。功能框图如图2.6所示。PIN的光电转换线性度好，无需高工作电压，响应速度快，但接收灵敏度较低，价格也较低，常应用于室内光通信。
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