基于MATLAB的室内可见光调制解调通信系统
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1选题背景及意义 1
1.1.1选题背景 1
1.1.2研究意义 1
1.2研究现状 2
1.2.1室内可见光通信的研究现状 2
1.2.2室内可见光通信研究现状分析 3
1.3研究主要内容 5
第2章 可见光通信的关键技术 6
2.1高性能编码、调制技术 6
2.2高速调制驱动电路设计 7
2.3白光LED照明光源布局设计 8
2.4信道编码技术 8
2.5正交频分复用(OFDM)技术 9
2.6光码分多址(OCDMA)技术 10
2.7分集接收技术 10
第3章 基于频分复用的白光LED调制技术 12
3.1 可见光通信调制技术的发展 12
3.2 室内可见光通信OFDM调制方式 12
3.3 基于SC-FDMA的白光LED通信系统 14
第4章 可见光调制解调Matlab设计 16
4.1设计概述 16
4.2设计内容 17
4.2.1组成及工作原理 17
4.2.2信号调制 17
4.2.3信号解调 18
4.2.4 Matlab仿真设计 19
第5章 测试系统及验证 22
5.1测试系统 22
5.2光接收机 23
5.3测试与验证 24
总 结 26
参考文献 27
致 谢 29
1.3研究主要内容
(1)对室内可见光通信系统进行理论分析:
深入研究白光LED的结构和工作特性,掌握白光LED的工作原理,重点分析现有的预均衡技术、编码调制技术等拓展通信带宽的方法,提出本课题研究需要采用的拓展通信带宽的技术方案,完成系统发射端电路设计。
分析光功率和光照度对可见光通信系统接收端探测器灵敏度的影响,重点研究可见光信道中背景光噪声对可见光信号的干扰,提出本课题研究需要采用的在可见光信道中添加蓝光滤波器和聚光器等提高接收端探测器的灵敏度和抗干扰能力的方法,完成合理的光路设计增加室内可见光通信系统的传输距离和数据传输速率。
分析影响接收端接收性能的主要因素,重点研究接收端微弱光信号的放大去噪方法和后均衡技术,研究比较现有的分集接收技术,结合其优点采用新颖的分集接收模型增强对微弱信号的接收灵敏度,完成合理可靠的微弱光信号处理接收端电路设计。
(2)搭建并优化室内可见光通信实验系统 :
完成室内可见光通信理论分析之后,提出有效提高室内可见光通信系统通信质量的技术方案,在电路仿真软件上进行电路仿真分析,建立室内可见光通信实验平台,测试该系统的通信带宽、数据传输速率、误码率等关键指标,分析影响实验结果的主要因素。在验证了系统可行性的基础上,提出优化室内可见光通信系统的技术方案并优化该实验系统,进一步提高系统的通信质量,在多个光源的情况下,实现语音、文字、温度、图像、视频等信号的实时传输,为进一步研究打下基础。
(3)对室内可见光通信系统开展应用研究:
本课题以对室内可见光通信系统的基础理论研究为基础,针对室内可见光通信系统的特定应用目的或目标提出具体有效的技术途径和方法,开发出基于室内可见光通信可用于全天候照明场所的语音信息广播、可用于考场等需要保密通信场所的听力广播和能向智能终端发送语音、文字、图像、视频等信号的可用于飞机、会议厅、餐厅等特殊场所的信息通告系统,并对室内可见光通信应用系统的实物进行产品安装和调试,拓宽室内可见光通信系统的应用范围,为室内可见光通信的实际应用打下坚实基础。
3.2 室内可见光通信OFDM调制方式
白光LED可见光通信作为一种无线的光通信方式,而基于白光LED可见光通信系统包括下行链路和上行链路两部分。正交频分复用(OFDM)能够有效的降低 ISI,具有很强的抗多径能力,目前,在无线通信系统中得到良好的应用,在白光LED的可见光通信系统下行链路中,也可以引进光OFDM方式。OFDM技术首先将高速的数据流经数据编码器,并通过串并转换器,把其变成并行的低速数据流,对并行数据进行调制形成相互正交的子载波,通过信道传输,再对其进行并串转换并解码。其系统原理框图如图4-1所示。当下行链路中,首先将信号源信号转换成便于光信道传输的电信号,对信源光信号进行编码,以白光LED光信号的形式发射出去。
图4-1 OFDM原理框图
clear all; clc;[length,width] = meshgrid(0.5:0.05:5);
height = 3;
q=1.602176487E-19;
Aroom = length.*width;
ARX = 50;
d = 3;
psi = 30; %入射角
psic = 70; %接收机视角
no_of_LEDs = 4;
phi_half = 60;
pLED = 0.02;
Ro = real(RO(phi_half)); % Lambertian radiant intensity, Ro
ptx = pLED*Ro;
reflectivity_of_floor = 0.15;
reflectivity_of_ceiling = 0.8;
reflectivity_of_wall = 0.7;
floor_area = Aroom;
ceiling_area = Aroom;
wall_area = length*d;
pTotalLEDs = no_of_LEDs*pLED;
g = 6;
TF = 1;
noisebandwidth_factor = 0.562;
dataRate = 115200;
R=0.55;
hlos = HLOS(ARX,d,psi,psic,Ro); % Line-of-sight transfer function, H_LOS
pn = 3.3*5.84E-3;
prxlos = PRXLOS(no_of_LEDs,ptx,hlos); %Total power of LEDs, PrxLOS
amplifier_current = 0.01;
Ba = 4.5E6;
rhoF = floor_area .* reflectivity_of_floor;
rhoC = ceiling_area .* reflectivity_of_ceiling;
rhoW = wall_area .* reflectivity_of_wall;rho = (1./Aroom) .* (rhoF + rhoC + rhoW);
Ii = rho .* (pTotalLEDs./Aroom);
intensity = Ii./(1-rho);
received_diffused_power = ARX*intensity;
diffused_channel_loss = received_diffused_power/pTotalLEDs;
prx = (prxlos+received_diffused_power)*TF*g;
PDoutput_current = prx*R;Bn = noisebandwidth_factor*dataRate;
omegashot = 2*q*R*(prx+pn)*Bn;
omegaamp = amplifier_current^2*Ba;
omegatotal = omegashot + omegaamp;%Signal-to-Noise Ratio
SNR = (R*prx)^2./omegatotal;
SNRdb = 10*log10(SNR);% Error Function
Q = (1/2)*erfc((omegatotal./(R*prx.^2)./sqrt(2)));% Bit Error Rate
BER = Q*sqrt(SNR);% Plot 3D
meshc(length,width,SNRdb)
figure(2)
meshc(length,width,BER)
基于MATLAB的室内可见光调制解调通信系统相关推荐
- 基于MATLAB的基本数字调制解调系统的设计
基于MATLAB的基本数字调制解调系统的设计 一.摘要 现代通信系统要求通信距离远.通信容量大.传输质量好,作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向.本文以MATLAB为软件平台, ...
- m基于MATLAB Simulink的16QAM调制解调系统仿真
目录 1.算法概述 2.仿真效果预览 3.MATLAB程序 1.算法概述 16QAM全称正交幅度调制是英文Quadrature Amplitude Modulation的缩略语简称,意思是正交幅度调制 ...
- matlab进行fm调制与解调,基于matlab的fm信号调制与解调.doc
基于matlab的fm信号调制与解调.doc 调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频段上的过程,而解调是将信道中来的频带信号恢复为基带信号的反过程.调制的目的是把要传输的模拟信号或数 ...
- 基于matlab实现MSK的调制与解调
基于matlab实现MSK的调制与解调 1.MSK 2.matlab代码实现MSK调制与解调 filter的创建 3.实验结果 1.MSK 最小频移键控MSK (Minimum Shift Keyin ...
- fsk调制matlab 仿真,基于MATLAB对FSK信号调制与解调的仿真
基于MATLAB对FSK信号调制与解调的仿真 基于 MATLAB 对 FSK 信号调制与解调的仿真摘要 Matlab 平台的著名仿真环境 Simulink 作为一种种专业和功能强大且操作简单的仿真工具 ...
- 基于MATLAB的AM的调制与解调
基于MATLAB的AM的调制与解调 然后是解调,解调分两步,一步是将调制好的信号与本地载波相乘(与载波同频),然后在通过一个低通滤波器,最后就把信号恢复了. 上面就直接是调制好的信号与本地载波相乘.至 ...
- 基于Matlab的SSB信号调制和解调(内附源码)
详细原理可参考课设报告:基于matlab的SSB信号调制.传输.解调的仿真-行业报告文档类资源-CSDN下载 调制采用了滤波法和相移法. 代码中有注释,无子函数,可以直接运行. 压缩包中包含了具体的课 ...
- ask信号调制matlab,基于Matlab的ASK数字调制系统仿真
基于Matlab的ASK数字调制系统仿真 摘要: "幅移键控"又称为"振幅键控",记为ASK.也有称为"开关键控"(通断键控)的,所以又记作 ...
- 基于matlab的正交振幅调制与解调,基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真分析(一)...
基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真分析(一) 基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真分析摘要:MATLAB由于其强大的功能而被广泛应用于很多工程技术领域,尤其在通信和信息处理领域更有其突出地位 ...
最新文章
- 【硅谷牛仔】优步CEO,最倒霉的成功创业者 -- 特拉维斯·卡兰尼克
- SAP 零售商品listing不成功,补充listing的方法
- java实现人字拼,地板怎么玩花式人字拼铺法 人字拼地板家居实例图
- UGUI的优点新UI系统二 直观、易于使用
- mapper注解的主要作用_Mybatis中mapper的xml解析详解
- python 排序统计滤波器_马尔可夫链+贝叶斯滤波器的Python展示
- 【渝粤题库】陕西师范大学200711 面向对象方法与C++ 作业
- java timezone_Java TimeZone useDaylightTime()方法与示例
- 运算均值方差_Python数据分析之NumPy(运算篇)
- JwtUtil-MD5Util-RedisUtil,以及springboot aop练习(记录)
- Android系统和内核编译命令
- 遍历对象键值对的两种方法
- RapidXml用法
- 浅谈美国ESS音频DAC解码芯片ES9023
- Linux下压缩某个文件夹(文件夹打包)
- 真实有效解决Open browser failed!! Please check if you have installed the browser correctly!
- 计蒜客2018 ICPC SouthEastern European E. Fishermen
- 分析:公众号运营+引流,怎么从0到1运营
- JavaScript系列---for循环(打印星星)
- hadoop配置文件workers