论文部分内容阅读
可见光通信(Visible light communication,VLC)是一种光无线通信系统,使用LED(Light Emitting Diode)作为发射光源。相比于传统的白炽灯和荧光,LED具有寿命长,低功耗,发热少等优点。可见光通信技术作为无线射频通信技术的一种补充方式,成为了广大科研人员的关注焦点,迅速成为了无线光通信领域的研究热点。可见光通信技术利用LED闪烁的光强的不同来传输有用信息,接收端进行光强检测从而实现通信。与现在常用的无线电射频通信相比,可见光通信具有绿色环保、对人体无害、无需频带资源的特点,同时保密性也很高,适合需要保密性较高的场合。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是一种多载波调制方式,其具有很高的传输速率以及很强的抗干扰能力,将OFDM应用到可见光通信系统之中,可以提高可见光通信系统的通信性能。不同于射频通信中的OFDM,由于LED只能通过实数且为正的信号,因此,VLC通信系统通常采用强度调制/直接检测的方式。本文首先研究了强度调制/直接检测(IM/DD)可见光通信系统中OFDM调制方式的性能。由于OFDM信号具有高峰均比(PAPR)这一特点,将Beneficial Clipping方法应用于DCO-OFDM中。并且考虑到发光二极管(LED)为非线性器件,其所引起的信号失真对于VLC系统而言不能忽略。因此,在加入LED非线性模型后,对采用直流偏置正交频分复用(DCO-OFDM)调制的VLC系统进行了系统分析,并推导了 VLC系统的治噪比和误码率公式。通过数值仿真分析了该方法对系统性能的提升,并通过实验室搭建的VLC系统实验平台从实验的角度验证方法的有效性。实验结果显示,在最佳限幅比例下,误码率性能提升了 5.56dB。最后,考虑到可调光是VLC系统实际应用所不可或缺的功能,将在Beneficial Clipping方法引入到可调光VLC系统中以提高可调光VLC系统的通信性能。文中将非对称限幅正交频分复用(ACO-OFDM)作为可调光VLC系统的调制方式,加入Beneficial Clipping后,对可调光VLC系统进行了详细的分析,推导了可调光VLC系统的信噪比和误码率公式,并通过蒙特卡洛仿真验证了方法的有效性,在牺牲大约5%的调光范围情况下,能够提高误码率性能约10dB。