室外可見光無線通信大視場光學(xué)接收系統(tǒng)研究.pdf

1、可見光無線通信因其無電磁干擾、節(jié)能、綠色等優(yōu)點引起了廣泛的關(guān)注和研究。隨著對可見光通信技術(shù)研究的逐步深入，研究人員發(fā)現(xiàn)光學(xué)接收系統(tǒng)在特殊環(huán)境中的通信性能受到了局限。比如，室外信道環(huán)境背景光干擾較為強烈，處于移動狀態(tài)的光通信設(shè)備傳輸誤碼率較高，傳統(tǒng)光學(xué)接收機采集光少、視場角小，信道以及調(diào)理電路噪聲疊加嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能等。
　　為了進一步提高可見光通信接收系統(tǒng)性能，論文研究具有類似于無線通信中天線所具備的小型化、大視場、高增益、抗干擾

2、能力強等要求的光學(xué)接收系統(tǒng)。在分析傳統(tǒng)可見光通信接收技術(shù)基礎(chǔ)上，論文結(jié)合復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)體積小、大視場、高效率、高靈敏度等特點，用塑料光纖代替晶椎以及調(diào)整基底為活動結(jié)構(gòu)等方法對傳統(tǒng)復(fù)眼結(jié)構(gòu)進行改進，不僅提高了光耦合效率以及系統(tǒng)柔韌性，而且在室外可見光通信存在光強起伏以及有定向背景光干擾的情況下，可以通過調(diào)節(jié)基底方向達到較好的光接收能力以及更大的接收視場角。與傳統(tǒng)晶椎結(jié)構(gòu)復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)相比，光纖代替晶椎使光損耗降低了0.35dB，基底可調(diào)使復(fù)眼

3、光學(xué)系統(tǒng)最大視場角增加了92°。通過仿真分析微透鏡曲率半徑和焦距呈不同關(guān)系時的耦合效率，發(fā)現(xiàn)非線性時耦合效率遠(yuǎn)高于線性時耦合效率。另外，采用自聚焦透鏡優(yōu)化復(fù)眼單元結(jié)構(gòu)，與光纖結(jié)構(gòu)復(fù)眼相比，耦合效率提高了4.52％。在光學(xué)系統(tǒng)前端加入鍍?nèi)ㄩL范圍的帶通濾光片以及采用小波變換對光電探測器前端的光譜噪聲進行抑制，減少了光電轉(zhuǎn)換過程中的噪聲疊加，提高了傳輸穩(wěn)定性。最后，分析了調(diào)制方式、檢測技術(shù)以及室外環(huán)境對系統(tǒng)通信性能的影響。通過對直射鏈路