如何實現(xiàn)以太網(wǎng)LED可見光通信技術(shù)的研究

　　可見光通信技術(shù)已經(jīng)成為無線通信領(lǐng)域的研究熱點，結(jié)合了先進的半導體照明技術(shù)和光通信技術(shù)，具備無需無線電頻譜認證，安全可靠等優(yōu)點。本論文將可見光通信技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)融合在一起，能夠充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，提供一種全新的以太網(wǎng)接入方案。論文首先探討可見光通信技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展，總結(jié)出可見光通信抗電磁干擾、無需無線電頻譜認證和安全可靠等諸多優(yōu)勢。本文還對可見光通信的關(guān)鍵技術(shù)進行研究，在光發(fā)射方面：分析可見光 LED 光源的工作原理和特性，確定設(shè)計光發(fā)射電路提供給 LED 光源的電壓值、電流值等，確保 LED 調(diào)制于線性區(qū)域，避免信號失真；研究 LED 光源的調(diào)制技術(shù)，為設(shè)計高速調(diào)制電路提供依據(jù)。在光接收方面：分析 PIN 探測器的工作原理和特性，選擇出高性能的光電探測器；還通過對前置放大器的研究，設(shè)計采用跨阻抗前置放大電路，實現(xiàn)高增益、低噪聲的第一級放大。論文在可見光通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，分析實現(xiàn)以太網(wǎng)技術(shù)的通信要求，設(shè)計出基于以太網(wǎng)的 LED 可見光通信系統(tǒng)。論文設(shè)計了接口處理電路，實現(xiàn)信號濾波、隔離和耦合。為了解決可見光通信和計算機之間不同信號電平的要求和完成三態(tài)雙極性 MLT-3 信號和單極性信號的轉(zhuǎn)換，設(shè)計了以太網(wǎng)介質(zhì)轉(zhuǎn)換電路。同時，以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換電路還實現(xiàn)信號時鐘提取、信號判決再生和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。論文還設(shè)計了 LED 光源的高速調(diào)制電路，滿足高速通信的要求；設(shè)計了光接收電路，實現(xiàn)信號的光/電轉(zhuǎn)換和放大功能；設(shè)計了系統(tǒng)供電電路，兼顧系統(tǒng)不同模塊之間的電壓需求；最后，對影響系統(tǒng)性能的因素進行研究，并且針對性采取相應措施來優(yōu)化系統(tǒng)性能。性能優(yōu)化部分設(shè)計了串并聯(lián)驅(qū)動的陣列光源，降低背景光的影響，提高通信距離和有效抑制 LED 光源的拖尾現(xiàn)象。采用差分傳輸，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。還設(shè)計了并聯(lián)峰化電路，提高 LED 的邊沿速率。論文工作的重點是完成整個系統(tǒng)的設(shè)計和性能優(yōu)化，將可見光通信技術(shù)融入到以太網(wǎng)，提供一種全新的無線寬帶接入方案，有著廣闊的應用前景。