LED可见光通信开题报告.docVIP

武汉工业学院学生毕业设计（论文）开题报告表 课题名称 借助LED照明传输数字信号 课题类型 毕业设计 课题来源 自拟 导 师 谢兆鸿 学生姓名 学 号 专 业 自动化 一、选题的基本内容、国内外现状、课题的意义 1.课题内容 LED作为冷光源和节能光源，正在不断发展和普及，所以利用这个新光源的可见光来通信，也是目前研究的热门课题。LED可见光传输技术是利用萤光灯或是白光LED等室内照明设备，发出肉眼感觉不到的高速明暗闪烁的讯号，以无线方式来传输数据。采用可见光另一个特点是它的波长范围大，可以将可见光讯号用不同的波长进来进行传输。从而实现多路通信。可见光还有无电磁辐射、易必威体育官网网址等特点，尤其搭借了照明平台，所以不需要采用另外的传输介质，采用广播方式，受体的数量即容量受到的制约小，其缺点是不易实现双向的通信。所以课题的主要内容是尝试设计一个LED通信试验系统，通过对频率的调制，发出特定的编码信号，接收方利用光电敏感器件接收调制光，解调后还原成数据信号。 2.国内外现状 2000年，日本的Tanaka和Haruyama等人开始室内LED光通信系统的研究，假设LED光照为朗伯模型，对系统进行了仿真，发现主要影响系统性能的是多径效应〔610 2003年，Komine等人在1 Mb/s的速率下对电力线通信与LED通信结合进行实验并进行了仿真f7]0 2008年，日本在电子高新科技博览会上，展出了LED通信系统，在接收机与发送机相距约20cm双工工作的情况下，实现了100 Mb/s的传输速率。同年，美国也投入巨资成立了智能光T -程技术研究中心,探索通过LED光源实现无线通信。目前越来越多的国际化大公司开始加入该计划。 2010年5月，中国科学院通过调制LED所发射的光线已经实现同时接入3个用户，接入带宽为2Mbps，接入距离为2m的互联网连接，同时不影响LED的照明效果。在上海世博会的“航空馆”和“沪上生态家馆，，中展示，达到国际先进水平。 2010年1月15日，德国研究人员创造了每秒500兆的可见光通信传输新记录 3.课题的意义 近几年LED产业蓬勃发展，LED由于具有常规照明无可比拟的绿色，节能等优点，取代传统照明成为一种趋势。且LED响应时间在纳秒级，可以实现信息的高速调制，这个特点使LED在照明的同时进行信息传输成为一种可能。LED技术的不断进步，且潜在的优点，使LED代替其他传统照明的趋势已经越来越明显。 LED可见光通信技术与其他无线传统通信方式相比较，优点如下： (1)可见光通信技术采用了LED照明光源作为光信号发射机，因此只要光照的地方均能实现信号覆盖进行通信，没有通信死角，而且接入方便快捷。 (2)信号发射源发射功率可以很高。由于传统的射频通信存在电磁辐射对人体有害，发射功率受到一定的限制，不可以做的很高。其他的无线光通信，例如红外激光等，也存在同样的原因，发射功率一般很低，这样在一定程序上限制了系统的性能。可见光通信技术，由于利用了照明光源，因此一般情况下不需要限制发射功率，这样发射功率就可以提高。 (3)不要需无线电频谱申请。无线电频谱是受到管制的，而且不是所有的频谱都适用于通信，现在能够申请的无线电频谱己经相当稀少，在外国频谱已经卖出了天价，而可见光通信由于其特殊性则无需进行申请，技术的实现也减少了障碍。 (4)可见光通信技术可以用于特殊场合。可见光通信不产生电磁波，因此，在一些对电磁波要求非常严格的场所，像医院等也可以使用。 (5)必威体育官网网址性好。可见光穿透能力比较差，因此用窗帘等可以防止外泄，实现通信的安全。 研究方案 1.关键技术 (1)可见光信道研究 可见光通信系统具有与红外无线通信不同的信道冲激响应，两者具有不同的特性，这两种系统中，引起ISI的原因也不相同，需要对多光源、时变信道环境下的VLC系统的信道冲激响应和不同光路径引起的ISI作深入研究，从而解决ISI的影响。 (2)码间干扰克服技术 由于LED单元灯分布位置不同及大气信道中存在的粒子散射导致不同的传输延迟，光脉冲会在时间上延伸，每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内，产生码间干扰，(ISI)导致系统性能恶化。 (3)光源的选择与布局 在可见光通信系统中，光源起着至关重要的作用。作为室内照明设备，它必须具有亮度高、散热小、功耗低、辐射范围广等特点。另一方而，作为光通信系统的光源，它必须具有使用寿命长、调制性能好、响应灵敏度高、发射功率大等优点。综合以上两个方而，目前能满足要求的最好选择就是白光LED。实际系统中，由于各个房间的大小以及室内设施不尽相同，因而要使通信效果达到最优，须使房间内的光强分布大致不变，尽量避免通信台区(光照射不到的区域)的出现。要达到这个目的，必须根据不同的房间，合理的安排LED灯的布局。 (4)最佳LED