随着无线通信技术的发展以及人们对绿色生活的追求,室内可见光通信(VLC)成为当前无线通信的研究热点之一。室内VLC具有无电磁干扰、对人体无害、搭建灵活和成本低廉等优点。其光源为一般照明用的白光LED灯,LED灯的广泛使用也为室内VLC的应用奠定了坚实基础,但仍有许多关键技术亟待解决。其中,有两个最为关键的问题:一个是室内光信号传输受多径效应影响,容易出现误码。另一个是照明用LED灯的带宽较窄,不能满足高速通信的需求。为解决这两个问题,本文将无线通信中的正交频分复用(OFDM)技术引入室内VLC系统中,以提高系统性能。为实现该系统设计,本文主要的研究内容包括以下几点:第一,简述室内VLC系统的原理及发展状况,提出系统的基本架构。第二,研究白光LED的各种基本特性,包括伏安特性、光照度特性、带宽特性,并讨论了LED的选型问题。由伏安特性可知,LED的开启电压为2.5V,为保证LED能有效发送信号,需使LED工作在线性区。由光照度特性可知,光强度随距离的增大以指数形式衰减,而其与电流大小成正比关系。因此,LED适用于恒流驱动。由带宽特性知,LED的带宽为2MHz,为提高传输速率需引进数字调制技术。第三,介绍常用的数字调制方式,引入OFDM技术。使用MATLAB仿真基于OFDM的室内VLC系统对多径效应的抗干扰能力,仿真结果表明,OFDM能有效降低系统误码率,减小多径效应的影响。第四,依据LED的特性参数,设计发送端和接受端的硬件电路。发送端包括电压电流转换电路、恒流驱动电路和Bias Tee电路。接受端包括前置放大电路、高通滤波电路、主放大电路和低通滤波电路。通过PCB的绘制及测试,电路符合设计要求。第五,使用FPGA实现OFDM调制和解调。调制调模块包括加扰、交织、16QAM映射、串并转换、快速傅里叶逆变换、并串转换、添加循环前缀和添加窗函数。解调模块的各子模块对应为调制子模块的逆过程。将FPGA实现的数字电路部分与LED的模拟硬件收发电路级联,测试系统传输速率。经过测试,相对于单载波的2Mbps传输速率,该系统能实现传输速率为8Mbps的数据传输,有效提高了系统传输速度。