【摘要】：隨著科技的不斷進(jìn)步,人們對于高速通信的需求不斷提高,當(dāng)前的通信傳輸速率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求,同時(shí)頻譜資源短缺的問題也越來越嚴(yán)重,迫使人們尋求新的方式實(shí)現(xiàn)傳輸速率的提升。發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)節(jié)能照明的興起,使可見光通信(VisibleLightCommunication,VLC)漸漸走入人們的視野�？梢姽馔ㄐ偶夹g(shù)在滿足人們照明需求的同時(shí),還滿足了人們對于高速通信的需求。并且,可見光通信由于其巨大的頻譜資源,良好的保密性,綠色無污染以及對現(xiàn)有通信系統(tǒng)無干擾,已吸引了大批科研人員對其進(jìn)行相關(guān)研究。另一方面,多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技術(shù)作為現(xiàn)代通信領(lǐng)域的一種高效調(diào)制技術(shù),在系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端同時(shí)采用多根天線來提高系統(tǒng)的空間維度,通過多天線的傳輸可以獲得空間復(fù)用和分集增益,使得MIMO技術(shù)在不增加系統(tǒng)帶寬和功率的情況下,顯著提升系統(tǒng)的性能和傳輸速率。為進(jìn)一步提升可見光通信性能,需引入高效的MIMO技術(shù),但由于MIMO技術(shù)的性能易受到信道相關(guān)性影響,而光信道的信道相關(guān)性一般較大,基于MIMO技術(shù)的空間調(diào)制(SpatialModulation,SM)技術(shù)由于能夠有效避免信道間干擾,成為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)可見光通信高速傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)可見光通信的高效調(diào)制設(shè)計(jì),本論文研究工作如下:首先,我們對于可見光通信中的直接編碼空間鍵移調(diào)制(Direct-code Space Shift Keying,DC-SSK)進(jìn)行了優(yōu)化分析,該調(diào)制方案充分利用每個(gè)激活LED和未激活LED的空間信息來獲得更高的傳輸速率。我們在加入發(fā)射功率參數(shù)下分析信號的映射準(zhǔn)則,給出對應(yīng)映射表。針對該方案的性能分析,給出了系統(tǒng)誤符號率的表達(dá)式。通過仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方案對于系統(tǒng)傳輸速率的提升以及理論表達(dá)式的準(zhǔn)確性。其次,在DC-SSK方案基礎(chǔ)上,研究了信道相關(guān)性對于系統(tǒng)性能的影響,提出高復(fù)雜度的最優(yōu)功率分配算法和低復(fù)雜度的次優(yōu)功率分配算法,使系統(tǒng)能夠在信道相關(guān)性高的情況下依舊能夠獲得良好的系統(tǒng)性能,在提高傳輸速率的同時(shí)得到較好的系統(tǒng)可靠性。對優(yōu)化方案進(jìn)行仿真分析,證實(shí)提出的功率分配算法能夠有效地降低高信道相關(guān)性對于系統(tǒng)的影響,提高系統(tǒng)性能。與此同時(shí),我們還分析LED相關(guān)位置和半功率角對于DC-SSK系統(tǒng)性能的影響,對于實(shí)際應(yīng)用有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用。最后,我們設(shè)計(jì)優(yōu)化了可見光通信中四色LED復(fù)雜空間調(diào)制(Quad-LED Complex Spatial Modulation,QCSM)方案,充分利用空間調(diào)制技術(shù)以及可見光通信中特有的顏色調(diào)制技術(shù),獲得系統(tǒng)傳輸速率的提升。通過空間信息和顏色信息來實(shí)現(xiàn)信息的高速傳輸。對于系統(tǒng)性能分析,我們將傳統(tǒng)的系統(tǒng)誤比特率表達(dá)式進(jìn)一步簡化,得到更為簡便的理論結(jié)果,仿真分析驗(yàn)證了理論結(jié)果的正確性以及所提方案對于系統(tǒng)性能的提升,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)傳輸速率和系統(tǒng)可靠性的共同優(yōu)化。最后分析了 LED相關(guān)位置和半功率角對于QCSM系統(tǒng)性能的影響,并通過仿真驗(yàn)證結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.1
【圖文】：

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本文編號：2720899