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可见光通信(VLC)系统是室内高速数据传输极具吸引力和竞争力的解决方案。为满足室内可见光通信高速数据传输的需求,在可见光通信系统中引入正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术。由于VLC系统采用强度调制／直接检测(IM/DD)技术,调制LED灯强度的OFDM符号必须满足实数、正极性的要求,因此本文对可见光OFDM信号单极化方法的原理做了详细的研究,主要有加直流偏置光OFDM (DC Biased Optical OFDM, DCO-OFDM)、非对称性限幅光OFDM (Asymmetrically Clipped Optical OFDM, ACO-OFDM)、单极性光OFDM (Unipolar OFDM,U-OFDM)、改进的ACO-OFDM (Modified ACO-OFDM, MACO-OFDM)和翻转OFDM (Flip-OFDM),并从功率效率、频带利用率及误码性能等方面对几种可见光OFDM系统做对比分析。作为未来短距离无线通信有效可选方案的可见光通信,照明控制是其面临的主要挑战之一。如何在保证可靠的宽带通信链路的同时满足高质量的照明状态是可见光通信的重要课题。本文在分析了采用连续电流调节(CCR)和脉冲宽度调制(PWM)两种调光控制技术的光OFDM系统工作原理的基础上,提出了一种新的室内可见光高速通信调光控制系统设计方案。该方案将照明应用中的两种调光技术引入到功率效率高、误码性能好的Unipolar OFDM系统中,在提供良好传输性能的同时实现了照明信号的连续调节和线性调节功能。仿真结果表明,本文提出的U-OFDM调光控制系统可在不牺牲照明质量的同时获得更好的误码性能,对于设计具有调光控制功能的室内VLC高速数据通信系统,基于U-OFDM的PWM调光控制是一种最佳的解决方法。此外,针对室内低照明、低功耗的应用需求,本文提出了一种功率更加有效的ZACO-OFDM (Zero-padding ACO-OFDM)系统,仿真分析表明,ZACO-OFDM系统可在不损失误码性能的情况下提高系统的功率效率、调光深度及灵活性。