室内LED可见光通信系统中的硬件设计与实现资料详细说明

　　无线通信是目前最重要的通信方式，它实现了任何人于任何时间在任何地点与任何人进行任何通信的梦想。在过去的二十年中，人们对于无线通信的需求持续增长，但是数据拥塞和射频频谱带宽受限限制了射频无线通信的发展速度。无线通信数据的高速增长和迫在眉睫的射频频谱危机迫使人们寻找新型的无线通信方式，无线光通信正是解决该问题的可行方案，目前已成为学术界和产业界的热门课题。本论文的研究重点是室内LED可见光通信系统中的硬件设计与实现。本论文分别介绍了室内LED可见光模拟通信系统和数字通信系统：前者通信速率较低但接收端简单便携，适合用于语音通信；后者通信速率较高但需要复杂的基带处理硬件，适合用于高速数据通信。本论文首先介绍了室内LED可见光模拟语音通信系统中硬件的设计、实现与测试。发送端的核心电路为LED驱动电路，采用功率MOSFET管：接收端设计为便携设备，并且设计了基带语音可见光通信和AM／FM调制语音信号可见光通信两种接收端硬件方案。经过测试，两者抑制荧光灯等环境噪声的性能有明显差别。本论文接着介绍了室内LED可见光高速数字通信系统中硬件的设计、实现与测试。系统模拟部分负责电光转换，数字部分负责通信算法的实现。数字部分集成于以FPGA 为核心的基带处理板，基带处理板包括高速ADC、高速DAC以及以太网接口。本论文在上述硬件平台上实现DCO．OFDM可见光通信系统。

　　无线通信是目前最重要的通信方式，它实现了任何人于任何时间在任何地点与任何人进行任何通信的梦想。商用的无线通信系统大多是射频无线通信系统【I】，例如已被淘汰的电报系统、仍在使用的广播电视系统、目前热门的蜂窝系统和无线局域网系统 （wireless local area network，WLAN）。在过去的二十年中，人们对于无线通信的需求持续增长，但是数据拥塞和射频频谱带宽受限限制了射频无线通信的发展速度【21。根据GBI Research的调查报告显示131，未来四年无线通信数据的年复合增长率为80％，但是频谱利用率的年复合增长率仅为12％。更为严重的是目前可用的射频频谱资源已经基本分配殆尽，试图寻找新的无线射频频率资源来跟上无线通信数据的增长速度几无可能。无线通信数据的高速增长和迫在眉睫的射频频谱危机迫使人们寻找新型的无线通信方式，无线光通信（optical wireless communication，OWC）正是解决该问题的可行方案【2，4】，目前已成为学术界和产业界的热门课题。无线光通信属于光通信的一种，有线光通信为光通信的另外一种。有线光通信以光纤为传播媒介，也被称为光纤通信，而无线光通信以自由空间和水等为传播媒介。光通信的分类如图1．1所示。