帶有鏡面反射的室內(nèi)可見光系統(tǒng)的性能優(yōu)化
發(fā)布時間：2020-11-20 23:08
與傳統(tǒng)的一些照明設(shè)備相比較,白光LED憑借其低功耗、長壽命、高轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)在一步步取代傳統(tǒng)照明設(shè)備,成為新一代的綠色光源。而室內(nèi)可見光通信正是一種通過LED光源將照明和通信相結(jié)合的無線通信技術(shù),是近年來一個熱門的研究方向。自從室內(nèi)可見光通信的概念提出以來,已經(jīng)有很多的學(xué)者進(jìn)行了研究,并且在逐步完善相應(yīng)的信道模型,從而使室內(nèi)可見光系統(tǒng)的模型更加豐富,相應(yīng)的算法也在不斷改進(jìn)。但是所有的模型只考慮了漫反射,而忽視了鏡面反射的重要性,所以本文主要圍繞算法和模型的優(yōu)化開展研究工作。在改進(jìn)原有算法的基礎(chǔ)上,還提出了一種鏡面反射和漫反射相結(jié)合的信道模型,并從信道特征方面對其帶來的影響進(jìn)行了深入的研究分析。首先,本文介紹了可見光通信的研究進(jìn)展,以及鏡面反射和漫反射的區(qū)別,并且分析了一些室內(nèi)材料的光學(xué)特性。并且從信道特征方面介紹了紅外通信和可見光通信的一些相似和不足之處。其次,本文提出了兩種對于原有算法的優(yōu)化方案,一種是基于對稱的思想,一種是基于查表的思想,并且闡述了兩者的基本思路。然后通過仿真運(yùn)行時間的對比,證明了兩種方案確實(shí)可以大幅度提高算法的效率。最后,本文提出了一種帶有鏡面反射的室內(nèi)可見光系統(tǒng)模型,并且給出了脈沖響應(yīng)的計(jì)算方法,然后從仿真結(jié)果分析了其對于脈沖響應(yīng)、接收功率和多徑效應(yīng)的影響。結(jié)果表明,該模型中接收功率大大提高,并且多徑效應(yīng)得到一定程度的抑制。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：
圖 1.1 電磁波譜圖室內(nèi)可見光通信是無線光通信的一個重要組成部分，主要是利用白光 LED 的良好特了室內(nèi)照明和無線接入的完美結(jié)合，如圖 1.2 所示為一個常見的應(yīng)用場景。近年來見光通信也得到了廣泛的重視以及大力的推廣研究[16-17]。2004 年，日本慶應(yīng)大學(xué)的通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了 LED 在 100MHz 之上的情況下對于自由空間的信息傳輸是有效的，礎(chǔ)上還利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成了點(diǎn)對點(diǎn)之間 1.25Gbps 的高速信息傳輸，并且在相距 1 米實(shí)現(xiàn)了 HDTV 圖像的傳輸[18-19]。2011 年，家庭吉比特接入工程項(xiàng)目組的人員利用好通信特性，在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下完成了可見光通信系統(tǒng)的演示，并且實(shí)現(xiàn)了 100M傳輸速率。同一年，德國的研究團(tuán)隊(duì)采用單個 RGB 型白光 LED，并且結(jié)合波分復(fù)Wavelength Division Multiplexing, WDM)技術(shù)和離散多音調(diào)(Discrete Multitones, DMT實(shí)現(xiàn)了 803Mb/s 的傳輸速率。2013 年，英國研究人員實(shí)現(xiàn)了 1Gb/s 傳輸速率的四個見光通信系統(tǒng)，這個系統(tǒng)由主要由四路多輸入多輸出的鏈路組成，每個鏈路都Mb/s 的信息傳輸速率[20-21]。同時，國內(nèi)對于可見光通信研究的熱度也一直居高不下
圖 1.2 室內(nèi)可見光通信場景內(nèi)可見光通信中的反射類型內(nèi)可見光通信系統(tǒng)中，光的反射是一個極其重要的研究部分，因?yàn)樗粌H決定照度的分布情況，同時也決定著信息傳輸?shù)男蕟栴}，所以對光反射的研究是信不可或缺的組成部分。本小節(jié)主要討論不同反射類型之間的區(qū)別以及其對室建模的影響。光的反射，是指光在傳播到不同介質(zhì)時，在兩種介質(zhì)的交界面上改變了原有的回到原來介質(zhì)中的一種現(xiàn)象。由于分界面的情況會有所不同，所以反射后光線會有所不同，根據(jù)這種特性，光的反射可以分為漫反射，鏡面反射，以及介于向反射。為了便于論文中的研究，在這篇論文中，我們主要討論漫反射和鏡面射類型[24]。
電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第一章線，最終光線就會向各個方向任意的反射，而不再是平行射出。實(shí)際生活中的是漫反射類型的，所以我們才能從各個方向看清物體，就比如墻壁、植物、布觀看著這些物體的表面是很光滑的，不存在不平整的地方，但是放大來看它們低不平的，所以入射進(jìn)來的平行光線經(jīng)過這些表面后，便會向空間中的各個方者的區(qū)別如圖 1.3 所示，雖然兩種反射的類型不同，但兩者都遵循光的反射定等于反射角；2.入射光線和反射光線位于法線兩側(cè)；3.入射光線、反射光線和法內(nèi)。
【參考文獻(xiàn)】
本文編號：2892142
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：
圖 1.1 電磁波譜圖室內(nèi)可見光通信是無線光通信的一個重要組成部分，主要是利用白光 LED 的良好特了室內(nèi)照明和無線接入的完美結(jié)合，如圖 1.2 所示為一個常見的應(yīng)用場景。近年來見光通信也得到了廣泛的重視以及大力的推廣研究[16-17]。2004 年，日本慶應(yīng)大學(xué)的通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了 LED 在 100MHz 之上的情況下對于自由空間的信息傳輸是有效的，礎(chǔ)上還利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成了點(diǎn)對點(diǎn)之間 1.25Gbps 的高速信息傳輸，并且在相距 1 米實(shí)現(xiàn)了 HDTV 圖像的傳輸[18-19]。2011 年，家庭吉比特接入工程項(xiàng)目組的人員利用好通信特性，在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下完成了可見光通信系統(tǒng)的演示，并且實(shí)現(xiàn)了 100M傳輸速率。同一年，德國的研究團(tuán)隊(duì)采用單個 RGB 型白光 LED，并且結(jié)合波分復(fù)Wavelength Division Multiplexing, WDM)技術(shù)和離散多音調(diào)(Discrete Multitones, DMT實(shí)現(xiàn)了 803Mb/s 的傳輸速率。2013 年，英國研究人員實(shí)現(xiàn)了 1Gb/s 傳輸速率的四個見光通信系統(tǒng)，這個系統(tǒng)由主要由四路多輸入多輸出的鏈路組成，每個鏈路都Mb/s 的信息傳輸速率[20-21]。同時，國內(nèi)對于可見光通信研究的熱度也一直居高不下
圖 1.2 室內(nèi)可見光通信場景內(nèi)可見光通信中的反射類型內(nèi)可見光通信系統(tǒng)中，光的反射是一個極其重要的研究部分，因?yàn)樗粌H決定照度的分布情況，同時也決定著信息傳輸?shù)男蕟栴}，所以對光反射的研究是信不可或缺的組成部分。本小節(jié)主要討論不同反射類型之間的區(qū)別以及其對室建模的影響。光的反射，是指光在傳播到不同介質(zhì)時，在兩種介質(zhì)的交界面上改變了原有的回到原來介質(zhì)中的一種現(xiàn)象。由于分界面的情況會有所不同，所以反射后光線會有所不同，根據(jù)這種特性，光的反射可以分為漫反射，鏡面反射，以及介于向反射。為了便于論文中的研究，在這篇論文中，我們主要討論漫反射和鏡面射類型[24]。
電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第一章線，最終光線就會向各個方向任意的反射，而不再是平行射出。實(shí)際生活中的是漫反射類型的，所以我們才能從各個方向看清物體，就比如墻壁、植物、布觀看著這些物體的表面是很光滑的，不存在不平整的地方，但是放大來看它們低不平的，所以入射進(jìn)來的平行光線經(jīng)過這些表面后，便會向空間中的各個方者的區(qū)別如圖 1.3 所示，雖然兩種反射的類型不同，但兩者都遵循光的反射定等于反射角；2.入射光線和反射光線位于法線兩側(cè)；3.入射光線、反射光線和法內(nèi)。
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前1條
1 孫旭東;李媛州;王子強(qiáng);;近距離紅外無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)研究[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2015年13期
本文編號：2892142
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