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半导体发光二极管(LED)以其寿命长、功耗低和体积小等优势，正逐渐取代传统的荧光灯和卤素灯，成为下一代主体照明光源。LED还有一个重要特性是调制速度较快，达到兆赫兹以上。将其作为信号发射源，可构建空间光学无线通信系统。该光学无线在照明的同时实现了数据传输，具有无电磁污染和保密性好等优势，可应用于军事基地、医院、飞机和普通室内环境，构成本地无线网络。
本文结合红外技术，提出了新型的基于照明白光LED的室内光学无线双工通信系统。建立了LED光学无线的典型室内模型，对光源的发光模式和调制速度、不同类型光学集中器的集光特性、室内信道的多径效应、接入用户的移动性和多用户接入协议进行了深入研究，并成功研制了系统样机，实现了光学无线互联网接入。主要完成的工作和研究成果如下：
(1)、全面分析了系统收发器件的光学特性。发射部分研究了下行链路中白光LED的发光特性、室内照度和功率分布，以及上行链路中红外器件的人眼安全性；信号接收部分探讨了不同光学集中器的光学性能和其对用户移动接入的影响，制作了半球透镜和不同角度的复合抛物面聚光器；
(2)、分析了信号源、室内信道和接收机的带宽特性，得出室内信道带宽分布，研制了均衡驱动电路。对开关键控、脉冲位置调制和子载波调制等不同调制方法的特性开展了研究，提出了一种频率分布较为集中并且时钟分量丰富的新型变周期归零调制码型。设计并实现了光学链路误码测试，测试结果表明，采用变周期归零码的部分开关键控调制，9Mbps链路速率下误码率低于10-7；
(3)、设计并实现了LED光学无线互联网接入样机。下行采用15瓦白光LED光源，上行采用1瓦红外850nm LED光源，实现了上行数据速率1Mbps，收发距离1米时下行数据速率2.3Mbps，收发距离0.1米时下行数据速率8.3Mbps；
(4)、提出了一种基于载波监听和白光LED转发机制的随机接入协议，采用软件仿真得到了最优退避竞争窗口值，大大降低了上行数据传送时发生碰撞的几率。采用Verilog语言描写了该协议，实现了3用户的网内接入，归一化网络吞吐量达到80％以上。