【摘要】：本文提出了一種適用于室內可見光通信的新型光學接收端的設計.根據復合拋物面聚光器的聚光特性,將光電探測器與復合拋物面聚光器耦合作為接收子單元,并將這些接收子單元按照特定的幾何關系嵌入一個半球面中,得到角度分集型的復合光學接收端,達到水平方向360°,垂直方向180°的大視場.對每個接收單元接收到的光能量,低傳輸數據時進行相加求和作為最終的接收功率,高數據速率時取各個子單元的最大值作為接收功率.在一個5 m×5 m×3 m的空曠房間中,通過MATLAB對室內可見光通信系統建模仿真.計算結果表明,采用這種復合型光學接收端后,兩種不同處理算法下的接收功率相對于直接接收分別提高了11.85和7.47 dB,增益分別為15.31和5.98.信噪比較高,兩種情況下的平均值分別為79.17和72.26 dB,且接收信噪比分布平緩,波動較小.這說明采用本文設計的光學接收端,不僅能夠得到較大的接收端視場角,同時獲得較高的增益和接收功率,以及穩定的接收信噪比,避免了室內可見光通信系統中通信盲區的存在,保證了室內通信性能的穩定性.
[Abstract]:In this paper, a novel optical receiver for indoor visible light communication is proposed. According to the bunching characteristics of the composite parabolic concentrator, the photodetector is coupled with the composite parabolic concentrator as the receiving sub-unit, and these receiving subunits are embedded in a hemispherical surface according to the specific geometric relationship. The composite optical receiver with angle diversity is obtained, which reaches a large field of view with a horizontal direction of 360 擄and a vertical direction of 180 擄. For the optical energy received by each receiving unit, the sum is used as the final receiving power when the data is transmitted low, and the maximum value of each sub-unit is taken as the receiving power when the data rate is high. In a 5 m 脳 5 m 脳 3 m open room, the indoor visible light communication system is imitated by MATLAB. The calculation results show that the received power of the two different processing algorithms increases by 15.31 and 5.98 dB, compared with the direct reception by 11.85 and 7.47 dB, respectively, when the hybrid optical receiver is used. The signal-to-noise ratio (SNR) is high, the average values are 79.17 dB, and 72.26 dB, in both cases, and the signal-to-noise ratio (SNR) distribution is flat and the fluctuation is small. This shows that the optical receiver designed in this paper can not only obtain a large field of view angle at the receiving end, but also obtain a higher gain and receiving power, as well as a stable reception signal-to-noise ratio. It avoids the existence of communication blind area in indoor visible light communication system and ensures the stability of indoor communication performance.
【作者單位】： 北京理工大學光電學院光電成像技術與系統教育部重點實驗室;
【基金】：國家重點基礎研究發展計劃(批準號:2013CB329202)資助的課題~~
【分類號】：TN929.1

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本文編號：2450200