基于FPGA白光LED通信系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、室內(nèi)光無線通信技術(shù)為實現(xiàn)下一代無線局域網(wǎng)提供了一種更有吸引力的替代方案。通過照明LED搭載通信系統(tǒng)為LED燈具提供了額外有價值的功能，并且其作為光發(fā)射器成本更低。為此，本文設(shè)計了基于白光LED的VLC系統(tǒng)，并提出了聯(lián)合編碼調(diào)制調(diào)光方案，最后通過視頻傳輸實驗驗證了系統(tǒng)性能。
　　首先，針對VLC系統(tǒng)硬件實現(xiàn)，設(shè)計了基于FPGA和白光LED的室內(nèi)VLC系統(tǒng)平臺，包括:FPGA、發(fā)射機、接收機。其中，F(xiàn)PGA器件利用其并行處理與可重復(fù)編

2、程特性完成對數(shù)字信號的編碼與調(diào)制，并完成了FPGA與PC之間的網(wǎng)絡(luò)接口通信;在發(fā)送端，通過對兩種白光LED(藍白光LED、RGB-LED)電氣特性的綜合分析，設(shè)計了相應(yīng)的發(fā)射機電路;在接收端，通過對光電二極管(PD)轉(zhuǎn)換效率，暗電流，噪聲等參數(shù)的分析，設(shè)計了基于PIN型PD的接收機電路。
　　其次，針對VLC系統(tǒng)通信與調(diào)光控制功能實現(xiàn)，提出了基于聯(lián)合編碼調(diào)制調(diào)光方案，主要從數(shù)據(jù)幀內(nèi)與數(shù)據(jù)幀間兩部份進行設(shè)計。在數(shù)據(jù)幀間，為應(yīng)對因幀內(nèi)

3、與幀間占空比不匹配造成的光源閃爍問題，實現(xiàn)以PWM的方式進行精細(xì)調(diào)光控制;在數(shù)據(jù)幀內(nèi)，為避免游程長度過長、利于時鐘恢復(fù)、保證DC平衡，設(shè)計實現(xiàn)RLL編碼(Manchester、4B/6B)，同時提出兩種通過改變調(diào)制階數(shù)進行調(diào)光控制的方案:MPPM、OPPM，分別用以滿足系統(tǒng)功率效率、頻譜效率需求。
　　最后，針對VLC系統(tǒng)應(yīng)用功能實現(xiàn)，搭建了基于VLC的視頻傳輸系統(tǒng)，設(shè)計了基于空分技術(shù)的全雙工通信模式與基于HTTP協(xié)議的流媒體推送