【摘 要】
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可见光通信技术（Visible light communication,VLC）是一种利用新型半导体发光二极管（Light Emitting Diode,LED）在提供照明的同时兼顾通信的绿色照明技术,其凭借高保密性、无电磁干扰以及不涉及现行电波法等优势与新型室内照明通信方案尤为契合。但由于非透明物体会阻断可见光的传播,且使用可见光进行上行链路通信时会对人们造成一定的视觉干扰,限制其使用场景。同时
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可见光通信技术（Visible light communication,VLC）是一种利用新型半导体发光二极管（Light Emitting Diode,LED）在提供照明的同时兼顾通信的绿色照明技术,其凭借高保密性、无电磁干扰以及不涉及现行电波法等优势与新型室内照明通信方案尤为契合。但由于非透明物体会阻断可见光的传播,且使用可见光进行上行链路通信时会对人们造成一定的视觉干扰,限制其使用场景。同时,从通信系统层面来讲,孤立的可见光通信系统在信息层面不共享、应用层面脱节使其不能和外界保持关联互助。鉴于上述的不足之处,需引入一种广泛存在的主干网络与之对接,既能承担上行链路的作用又能解决“信息孤岛”问题。电力线作为全球覆盖范围最广用户最多且无辐射的泛在网络,在智能电网布设中有着举足轻重的地位。在为LED提供电力驱动照明的同时不仅可以突破在非透明物体间传输的可能,而且省去了二次布线的成本,也能用电力线传输数据作为上行链路引入外界骨干网。本文依托电力线通信和可见光通信级联技术,在两级不同的传输信道上选用适配各自信道的正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术,以抵抗各通信媒介中泛在的多径效应、阻抗衰落等物理层影响,且只采用OFDM调制方式有效的避免了二次调制过程中信号的重新处理,降低了级联通信系统的冗余度。首先通过建立电力线和可见光的参考模型研究了 OFDM调制的通信级联方案。针对电力线OFDM子载波的频带范围设计信号帧结构,设计在强度调制/直接检测（Intensity Modulation/Direct Detection,IMDD）的直射式VLC链路中选用直流偏置OFDM可见光调制传输方案。其次分别在Matlab和Optisystem平台验证了参考模型在室内典型应用场景下的拟合程度。并在此依据下分析了各级通信驱动电路的实现原理,设计了适合级联通信的电力线耦合模块以及可见光收发模块。最后设计搭建了 PLC-VLC级联通信系统平台并进行了实验测试,实现了采样速率为400KSa/s的DAC/ADC的整体输出采样方案。结果表明,在实验室环境下,该系统在室内以5m单条电力线作为上行链路,1W单灯珠为照明光源,可见光收发端在20cm的范围内能实现电力线上行可见光下行的稳定通信。电力线系统和可见光系统的传输误码率均可达到10-4量级。
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