光強(qiáng)閃爍對LED交通光通信系統(tǒng)誤碼性能的研究.pdf

1、可見光通信(VLC)作為近幾年的前沿研究領(lǐng)域，屬于一種新型的通信方式，具有安全保密，高速率傳輸，環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點。僅需用簡易的發(fā)送設(shè)備安裝到 LED交通燈上，同時汽車上加載接收機(jī)，實現(xiàn) LED交通燈與車輛之間的可見光通信系統(tǒng)。由于復(fù)雜的交通環(huán)境，湍流引起傳輸光波發(fā)生光強(qiáng)閃爍、光束擴(kuò)展、光束漂移等效應(yīng)，影響LED交通光通信系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)(ITS)中的實際應(yīng)用，因此湍流產(chǎn)生的光強(qiáng)閃爍效應(yīng)對LED交通光通信系統(tǒng)誤碼性能的研究格外重要。本文旨

2、在依據(jù)脈沖位置調(diào)制(PPM)技術(shù)和大氣湍流理論，分析了光強(qiáng)閃爍效應(yīng)以及抑制技術(shù)，建立了大氣湍流模型，設(shè)計了一個基于湍流信道條件下 PPM調(diào)制與解調(diào)的 LED交通光通信系統(tǒng)，并且分析系統(tǒng)誤碼率。本文主要工作包括：
　　第一，對 LED交通光通信系統(tǒng)技術(shù)的介紹。主要包括 LED交通光通信系統(tǒng)的基本組成，PPM調(diào)制技術(shù)以及大氣湍流理論的介紹。關(guān)于 LED交通光通信系統(tǒng)的基本組成主要從發(fā)射端，接收端機(jī)理和復(fù)雜大氣信道環(huán)境中散射作用、吸收作

3、用、不同天氣情況、強(qiáng)背景光、湍流對系統(tǒng)光信號衰減進(jìn)行詳細(xì)介紹；關(guān)于PPM調(diào)制技術(shù)從基本理論進(jìn)行介紹；關(guān)于大氣湍流理論主要從湍流的形成，不同的功率譜模型，光在湍流中傳輸過程以及湍流產(chǎn)生的影響形式進(jìn)行介紹。
　　第二，對光強(qiáng)閃爍效應(yīng)和孔徑平均技術(shù)的研究。介紹了不同強(qiáng)弱湍流下，適用于平面波和球面波的光強(qiáng)閃爍模型，并且進(jìn)行了模型的仿真與分析。然后采用指數(shù)威布爾(Exponentiated Weibull)湍流衰減模型計算PPM調(diào)制的 LE

4、D交通光通信系統(tǒng)平均誤碼率，經(jīng)過仿真驗證了方法的可行性和證明了孔徑平均技術(shù)可以抑制光強(qiáng)閃爍效應(yīng)。
　　第三，建立了大氣湍流模型。主要闡述了 LED交通燈的發(fā)光模型，利用快速傅里葉變換生成符合柯爾莫哥洛夫(Kolmogorov)冪律譜的隨機(jī)相位屏方法，從而構(gòu)造出大氣湍流模型，最后仿真不同強(qiáng)度湍流呈現(xiàn)的光斑變化現(xiàn)象，說明湍流越強(qiáng)，接收到的光信號越弱。
　　第四，LED交通光通信系統(tǒng)誤碼率的研究與實驗。設(shè)計了湍流信道條件下，含有幀