室外可見光無(wú)線通信大視場(chǎng)光學(xué)接收系統(tǒng)研究.pdf

1、可見光無(wú)線通信因其無(wú)電磁干擾、節(jié)能、綠色等優(yōu)點(diǎn)引起了廣泛的關(guān)注和研究。隨著對(duì)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(qiáng)烈，處于移動(dòng)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(jī)采集光少、視場(chǎng)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(jìn)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(wú)線通信中天線所具備的小型化、大視場(chǎng)、高增益、抗干擾

2、能力強(qiáng)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(chǎng)、高效率、高靈敏度等特點(diǎn)，用塑料光纖代替晶椎以及調(diào)整基底為活動(dòng)結(jié)構(gòu)等方法對(duì)傳統(tǒng)復(fù)眼結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，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(qiáng)起伏以及有定向背景光干擾的情況下，可以通過(guò)調(diào)節(jié)基底方向達(dá)到較好的光接收能力以及更大的接收視場(chǎng)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(chǎng)角增加了92°。通過(guò)仿真分析微透鏡曲率半徑和焦距呈不同關(guān)系時(shí)的耦合效率，發(fā)現(xiàn)非線性時(shí)耦合效率遠(yuǎn)高于線性時(shí)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(zhǎng)范圍的帶通濾光片以及采用小波變換對(duì)光電探測(cè)器前端的光譜噪聲進(jìn)行抑制，減少了光電轉(zhuǎn)換過(guò)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(cè)技術(shù)以及室外環(huán)境對(duì)系統(tǒng)通信性能的影響。通過(guò)對(duì)直射鏈路