室內(nèi)LED可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)資料詳細(xì)說(shuō)明

　　無(wú)線通信是目前最重要的通信方式，它實(shí)現(xiàn)了任何人于任何時(shí)間在任何地點(diǎn)與任何人進(jìn)行任何通信的夢(mèng)想。在過(guò)去的二十年中，人們對(duì)于無(wú)線通信的需求持續(xù)增長(zhǎng)，但是數(shù)據(jù)擁塞和射頻頻譜帶寬受限限制了射頻無(wú)線通信的發(fā)展速度。無(wú)線通信數(shù)據(jù)的高速增長(zhǎng)和迫在眉睫的射頻頻譜危機(jī)迫使人們尋找新型的無(wú)線通信方式，無(wú)線光通信正是解決該問(wèn)題的可行方案，目前已成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的熱門(mén)課題。本論文的研究重點(diǎn)是室內(nèi)LED可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本論文分別介紹了室內(nèi)LED可見(jiàn)光模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)：前者通信速率較低但接收端簡(jiǎn)單便攜，適合用于語(yǔ)音通信；后者通信速率較高但需要復(fù)雜的基帶處理硬件，適合用于高速數(shù)據(jù)通信。本論文首先介紹了室內(nèi)LED可見(jiàn)光模擬語(yǔ)音通信系統(tǒng)中硬件的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與測(cè)試。發(fā)送端的核心電路為LED驅(qū)動(dòng)電路，采用功率MOSFET管：接收端設(shè)計(jì)為便攜設(shè)備，并且設(shè)計(jì)了基帶語(yǔ)音可見(jiàn)光通信和AM／FM調(diào)制語(yǔ)音信號(hào)可見(jiàn)光通信兩種接收端硬件方案。經(jīng)過(guò)測(cè)試，兩者抑制熒光燈等環(huán)境噪聲的性能有明顯差別。本論文接著介紹了室內(nèi)LED可見(jiàn)光高速數(shù)字通信系統(tǒng)中硬件的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與測(cè)試。系統(tǒng)模擬部分負(fù)責(zé)電光轉(zhuǎn)換，數(shù)字部分負(fù)責(zé)通信算法的實(shí)現(xiàn)。數(shù)字部分集成于以FPGA 為核心的基帶處理板，基帶處理板包括高速ADC、高速DAC以及以太網(wǎng)接口。本論文在上述硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)DCO．OFDM可見(jiàn)光通信系統(tǒng)。

　　無(wú)線通信是目前最重要的通信方式，它實(shí)現(xiàn)了任何人于任何時(shí)間在任何地點(diǎn)與任何人進(jìn)行任何通信的夢(mèng)想。商用的無(wú)線通信系統(tǒng)大多是射頻無(wú)線通信系統(tǒng)【I】，例如已被淘汰的電報(bào)系統(tǒng)、仍在使用的廣播電視系統(tǒng)、目前熱門(mén)的蜂窩系統(tǒng)和無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng) （wireless local area network，WLAN）。在過(guò)去的二十年中，人們對(duì)于無(wú)線通信的需求持續(xù)增長(zhǎng)，但是數(shù)據(jù)擁塞和射頻頻譜帶寬受限限制了射頻無(wú)線通信的發(fā)展速度【21。根據(jù)GBI Research的調(diào)查報(bào)告顯示131，未來(lái)四年無(wú)線通信數(shù)據(jù)的年復(fù)合增長(zhǎng)率為80％，但是頻譜利用率的年復(fù)合增長(zhǎng)率僅為12％。更為嚴(yán)重的是目前可用的射頻頻譜資源已經(jīng)基本分配殆盡，試圖尋找新的無(wú)線射頻頻率資源來(lái)跟上無(wú)線通信數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)速度幾無(wú)可能。無(wú)線通信數(shù)據(jù)的高速增長(zhǎng)和迫在眉睫的射頻頻譜危機(jī)迫使人們尋找新型的無(wú)線通信方式，無(wú)線光通信（optical wireless communication，OWC）正是解決該問(wèn)題的可行方案【2，4】，目前已成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的熱門(mén)課題。無(wú)線光通信屬于光通信的一種，有線光通信為光通信的另外一種。有線光通信以光纖為傳播媒介，也被稱(chēng)為光纖通信，而無(wú)線光通信以自由空間和水等為傳播媒介。光通信的分類(lèi)如圖1．1所示。