1、从物理角度而言，如何在保证大功率前提下开发出具有更高调制带宽的光源是推动可见光通信技术高速发展的关键。归化密度蓝光芯片波长黄色荧光粉图单芯片白光蓝绿红芯片归化密度波长图三原色白光万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章室内短距离可见光通信信道特性分析可见光通信的基本链接方式无线光通信系统使用不同的拓扑结构，同样，室内可见光通信也有多种链接方式，我们通过两种准则将它们加以区分。第种准则是发射机和接收机的角度范围。定向型链路采用发射或接收范围较小的收发器，两者光路必须对准才能建立条链接。而非定向型链路采用广角的收发机，对定向的要求并不高。因为定向型链路最大程度地减小了路径损耗和背景噪声，因而功率利用率最高。非定向型链路则具有更为广泛的应用，尤其对于移动终端来讲，发射机和接收机无需点。
2、辐射到室内空间，经墙壁地面或天花板反射后被接收机接收，这就造成从源头到接收端的多条路径，使得系统具有健壮性并防止载有信号的光线被阻断。然而，漫反射型系统与系统相比要遭受多径效应，从而导致脉冲展宽以及显著的码间干扰，。定向混合非定向视距链路非视距链路漫反射图可见光通信基本链接方式万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章室内短距离可见光通信信道特性分析表定向和非定向数据链路性能比较比较内容定向视距链路非定向视距链路数据传输速率高中等对指向要求高低抗障碍物影响能力低高系统移动性低高光学系统复杂度低中等受背景光影响小大多径效应影响无有信道损耗低高论文提出的基于接口的可见光无线接入系统是点对点的通信方式，属于定向式信道链路，主要应用于集照明和通信功能为体的短距离室内通信场景，例如之间各种。
3、光调制度，决定。光调制度的定义为∆𝐼𝐼偏置其中，∆𝐼表示信号的峰峰值电流。光调制度描述了交流信号与直流偏置之间的关系。由光功率电流曲线曲线，见图可以看出，的功率与电流的关系特性曲线基本上是条近似的线性直线。的调制度越高，光电探测器越容易探测到光信号，接收端所需的光功率就越小。在可见光通信系统中，的工作电流较大，为驱动发光并同时实现可见光通信，在发射端和接收端均需要设计相应的放大电路来增大信号电流，调高光调制度。然而，如果味追求高调制度也会影响系统性能。图的关系特性曲线万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章室内短距离可见光通信信道特性分析调制带宽调制带宽指的是在保证调制度不变的情况下，当输出的交流光功率下降到低频参考频率值的半时的频率。的调制带宽主要由的响应频率决定，而频。
4、点便可以获得连接，实现两者间的信息传输共享。两者通信性能的比较在表中给出，两种链路方式的不同特性决定了其不同的应用场景。混合型链路同时包含了定向型和非定向型链路，因而兼备两者优点。第二种分类准则根据发射机和接收机之间是否存在视线无遮挡的通路把链路方式分为视距链路和非视距链路。链路只接收来自发射机的光线，因此具有最大功率，几乎不受多径效应的影响，而链路除了直射光线之外，还接收来自天花板墙壁以及地面等表面反射而来的光线，在增加链路健壮性和易用性的同时也引入了多径效应。此外，漫反射视距链路同时包含了和链路。从以上分析，我们可以通过两两组合的方式获得如图所示的六种链接方式，推断得出漫反射非视距链路方式具有最广泛的视野和覆盖范围，有助于用户自由移动。漫反射非视距链路中，光源具有较宽范围的视场角，光线。
5、的发光原理光源的基本特性可见光通信的基本链接方式室内短距离可见光通信信道模型仿真分析仿真模型的建立光功率仿真信噪比仿真误码率仿真信道的路径损耗分析信道的接收功率分析本章小结第三章基于接口的可见光通信系统硬件设计实现传输系统设计目标基于接口的可见光通信系统框架结构转电路转器件选择转电路设计光信号发射电路发射电路的器件选择光信号发射电路设计光信号接收电路光电检测器的选择前置放大电路的设计负电压电源电路的设计比较器电路的设计系统传输性能测试及结果分析系统的性能测试系统优化方案本章小结第四章基于接口的可见光通信系统软件设计实现系统软件设计目标软件开发环境及编程语言软件各功能设计说明串口创建及调用设计文字传输模块设计万方数据语音传输模块设计视频传输模块设计虚拟串口环境下系统测试与结果可见光系统的软硬。
6、�𝑚𝐴𝜋𝑑𝑐𝑜𝑠𝑚𝜙𝑇𝑆𝜓𝑔𝜓𝑐𝑜𝑠𝜓𝜓𝛹𝑐其中，是朗伯系数，是探测区域的物理面积，为发送端到接收端的距离，𝜓是的入射角，𝛹𝑐为接收端光电探测器的，𝑇𝑆𝜓表示光学滤波器的增益，𝑔𝜓代表聚光器的增益，𝑔𝜓公式表示如下𝑔𝜓𝑛𝑠𝑖𝑛𝛹𝑐𝛹𝑐其中，表示反射系数。接收功率𝑃𝑟由的功率得出𝑃𝑟𝐻∙𝑃𝑡仿真接收光功率时使用的参数设定如下𝑇𝑠𝜓，𝐴𝑐𝑚。图显示了在平面内的功率分布，可见当和两点对准且始终保持在万方数据单位代码密级公开专业学位硕士论文论文题目基于接口的可见光实时音视频传输系统设计与实现何颖洁王永进工程硕士申请全日制申请电子与通信工程二〇四年四月学号姓名导师专业学位类别类型专业领域论文提。
7、新的方案。近年来，固态照明技术发展迅速，高效可靠颜色繁多的成为种受广大人士青睐的新型光源，逐渐进入市场且广泛应用到各类照明场所。其中，白光可在多种环境下使用于般照明，对于降低照明用电量和保护环境效果显著。除了节能环保高效等优势以外，还有个特点即高速频率响应特性使其区别于其他光源，为无线光通信开辟出了个全新的技术领域可见光通信，。的响应时间属于微妙级别，灯光的亮灭随开关控制快速反应，不会出现延迟和闪烁现象。可见光通信就是利用的高速频响特性把信号加载到上，通过调节光强来高速调制光源，使信号以的形式通过可见光在自由空间传输。目前，可见光通信技术的发展主要体现在以下几个应用场景智慧照明。随着现代社会的不断发展，各种信息数据都呈现爆炸式地增长，如何在客户端分发高速的数据传输速率，并同时确保高品质的服。
8、光通信系统，我们的主要目标是通过可见光来实现音视频信息的实时传输功能，因此，我们侧重于仿真分析系统的传输性能而暂且忽略日常办公所需照明要求。图是系统的模型示意图。我们建立了个的立体空间，在的平面中心，坐标设为。由于实验过程中往往会出现和没有完全对准的情况，且和之间的距离会随着系统性能的测试需要而不断变化，因此，的坐标设为。万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章室内短距离可见光通信信道特性分析图基于接口可见光无线接入系统仿真模型示意图光功率仿真如上文所述，我们把当做朗伯源，符合朗伯辐射模型，仿真当在的平面内移动时平面接收的光功率分布。灯的参数和实际演示系统采用的光源参数相同，功率𝑃𝑡𝑊，典型视场角，在光通信链路中，表示信道特征的最重要的个量是直流增益𝐻。直流增益的公式为。
9、件结合测试结果本章小结第五章总结与展望主要工作和成果课题今后的发展方向参考文献附录攻读硕士学位期间撰写的论文附录攻读硕士学位期间申请的专利附录攻读硕士学位期间参加的科研项目致谢万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第章绪论第章绪论可见光通信技术概述随着大数据时代的到来，信息互通资源共享已成为各行各业中至关重要的个环节，多媒体信息在各类智能终端的传播也成为人们日常生活中必不可少的部分。人们对高速大容量数据传输的迫切需求促使了无线光通信这新兴通信技术的诞生。无线光通信技术又称自由空间通信该技术以光作为信息载体，以大气作为传输媒介来进行光信号的传输，是光通信和无线通信技术相结合的产物。般采用受大气影响较小的两个红外光波段或作为传输窗口来进行数据传输，为解决“最后英里”的近距离通信问题提供。
10、率响应主要取决于结势垒电容，电容越大，响应速度就越慢这与半导体的掺杂浓度有关，也与结面积有关。掺杂浓度越高，势垒厚度越薄，则势垒电容就越大结面积越大，势垒电容就越大。目前，市场上白光生产技术主要分为两大主流。如图所示，第种是用蓝光激发黄色荧光粉，即将黄色荧光粉涂敷在蓝光芯片表面，将蓝光所产生的蓝光转换为白光。蓝色本身的光通量并不高，但在激发黄色荧光粉之后产生的白光光通量是原的倍。第二种技术如图所示，是多芯片型白光，将红绿蓝三种按的比例集成在起产生白光，这种方式造价成本较高，不适合商品化发展，因此，对于可见光通信技术的研究，我们主要使用第种方法制成的白光。然而，由于黄色荧光的光谱不受电流调制，限制了的调制带宽，从而影响了可见光通信系统的性能。所以，如何通过引入有效的通信技术来拓宽的调制带宽，。
11、务是未来家庭网络面临的关键挑战述了到底有多“亮”。发光强度越大，光源就越亮，同等条件下被该光源照射的物体表面也就越亮。光发射功率在光通信中表示单个发射的总能量。发光强度用公式表示为万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章室内短距离可见光通信信道特性分析𝐼𝑑𝛷𝑑𝛺其中表示立体角，是光通量，可以由能通量𝛷𝑒导出，公式如下𝛷𝐾𝑚𝑉𝜆𝛷𝑒𝜆其中，是人眼的视敏函数，𝐾𝑚是最大可见度，在波长为时达到最大值。光功率能通量𝛷𝑒在各个方向的积分可以得出传输的光功率𝑃𝑡，公式如下𝑃𝑡𝛷𝑒𝑑𝜃𝜋𝛬𝑚𝑎𝑥𝛬𝑚𝑖𝑛𝑑𝜆其中，𝛬𝑚𝑖𝑛和𝛬𝑚𝑎𝑥由光电二极管的感光度曲线决定。调制度的调制能力类比电信号中调制度的概念，。
12、子类小型手持无线移动终端之间的数据传输以及遥控类设备间的通信连接。该链路通信时需要发射机和接收机之间始终保持直线，光路无障碍物遮挡。系统发送端采用了高亮度白光，传输光束较窄，多径散射问题影响小，传输距离较短，这使得收发端只需简单的电路设计就可以实现快速大容量的数据通信，同时满足短距离照明要求，不占用频谱资源，并且可在未来与其他无线通信方式无缝融合。室内短距离可见光通信信道模型仿真分析仿真模型的建立光源的布局在室内大功率照明通信系统中显得尤为重要。由于各个房间的尺寸建筑结构设施布局相差甚远，要同时达到最优的照明及通信效果需要尽量避免通信盲区，使光线能够尽可能均匀地照射到房间各个区域，因此，我们会尽量选择辐射角较大的光源设计合理的阵列布局来达到国际标准化组织的照明标准。针对论文提出的点对点可见。
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