激光可见光通信系统中OFDM及其同步技术应用研究

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可见光通信技术(VLC)近几年来受到研究者的广泛关注。可见光通信使用的是未授权的可见光频谱,海量的潜在带宽是可见光通信最大的一个优势。除此之外,可见光通信还具有安全性高、保密性好以及绿色节能等特点。近几年来,研究者们不断刷新可见光通信的速率记录,最近,100Gbps的可见光系统的研制已成为可能。可见光通信已然成为了一种富有潜力的通信技术,并且成为了未来室内高速无线接入的候选技术之一。传统的可见光通信采用发光二极管(LED)作为光源,这有助于将可见光通信技术无缝融合到千家万户的照明系统中。但是,LED的光效率和带宽是一对固有矛盾,目前市面上的LED所能提供的调制带宽只有几十MHz。为了提高可见光频谱的利用效率同时兼顾照明,研究者们将目光转向了激光二极管(LD),最近的研究表明,LD不仅可以满足基本室内照明,还具备远大于LED的调制带宽,因此激光可见光通信(VLLC)应运而生。激光可见光通信从诞生之初便广泛吸引了研究者的关注。目前已成为了未来可见光通信的潜在解决方案。本文,依次从以下几个方面展开工作,首先阐述了LED和LD的可见光通信研究背、现状和意义,然后根据VLLC信道特性比较并选取了VLLC系统的调制格式。在VLLC系统的基带部分,选择了拥有高频谱效率的OFDM调制格式,并阐述了其基本原理。在VLLC混光系统架构上,首先详细比较了目前广为接受的两种方案,最后选择了更具成本有效性的荧光粉覆膜蓝光LD的方案作为仿真的参考。之后是基于OFDM技术的VLLC仿真平台的搭建和性能测试,仿真实现了传播距离为3米速率为2Gbps的VLLC传真系统。最后是总结和展望。其中VLLC系统的架构选取了近两年比较受认可的模型,仿真部分采用了光通信仿真软件VPI,联合Matlab进行性能仿真,得出了系统带宽、光照距离、激光器控制器信号电流强度等常见的性能参数,对VLLC系统原型进行了一个最基本的性能测试。
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