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LED光通信是一种以发光二极管(Light Emitting Diodes,LED)为光源,以光波作为信号载波的近距离无线光通信技术,其结合了光通信与LED光源的特点,具有带宽大、无需频谱申请、传输速率快、安全保密性高、环保节能等优点。与传统的射频无线技术不同,LED光通信使用光波作为传输媒介,与射频波段相互隔绝,且通信性能优良,因此,随着近年来射频频谱的日益紧张,LED光通信已成为无线通信技术领域的研究热点之一。因发散角和功率等原因,LED光通信通常应用于近距离场景内。对于近距离LED光通信来说,信道特性和光源布局有着重要的研究价值。分析信道特性可以更准确的评估通信性能,为LED光通信系统的设计提供参考依据,而光源布局直接影响通信的稳定性和可靠性,是搭建实际系统必须考虑的因素之一。本文主要针对近距离LED光通信信道模型和光源布局进行了以下研究:(1)根据LED光子辐射机理,利用高斯函数确定了小发散角LED的类高斯发光模式。仿真结果表明,类高斯发光模式对于不同的小发散角LED,其拟合确定系数均大于0.999,具有较高的准确性。通过对LED辐射特性和信道特性的分析,推导了适用于不同发光模式的直视和非直视链路直流增益表达式,建立了信道模型,并对多种LED的信道直流增益进行了实验验证。实验结果表明,接收光功率的实测值与信道直流增益计算的理论值的平均相对误差小于±6%。结果验证了本文研究的近距离LED光通信信道模型的正确性。(2)根据类高斯型LED的特点,针对性地设计了类高斯型LED光源阵列,优化了正方形、长方形和圆柱形等近距离立体空间的光源布局,并对优化布局的性能进行了仿真分析。结果表明,基于类高斯型LED的优化布局具有很好的适应性,在三种空间中通信性能均较为优良。正方形空间中,相比于传统布局,类高斯型LED优化布局在光源数量减少的前提下,平均光照度提高了 7.7%,平均接收光功率增加了 18.1%,平均信噪比增加了 0.87dB,信噪比均方差降低了 0.04dB;长方形空间中,优化布局在满足光照度均匀性规定的同时,接收光功率、误码率等通信性能达到了高速LED光通信系统的要求;圆柱形空间中,在LED数量相等的情况下,类高斯型LED优化布局的通信性能相比于传统布局得到了非常明显的改善,平均接收光功率提高了1 80%,平均信噪比增加了 5.49dB,信噪比均方差降低了 0.53dB,平均误码率降低了一个量级。