本文關鍵詞：高速可見光通信關鍵技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：可見光通信是一種利用可見光波段進行無線數據傳輸的通信技術。本文主要研究了利用LED作為光源的高速可見光通信關鍵技術,設計和實現了一個基于DCO-OFDM的可見光通信試驗系統(tǒng),其最高數據傳輸速率超過200Mbps,傳輸距離達3米。首先,本文對可見光通信IM/DD系統(tǒng)模型和DCO-OFDM系統(tǒng)進行了介紹,針對OFDM信號的高峰均比特性,提出對DCO-OFDM進行對稱雙邊截斷,并推導出了在給定發(fā)射功率條件下的最優(yōu)直流偏置值,對算法有效性進行了仿真驗證。然后,設計并實現了可見光通信系統(tǒng)的收發(fā)端模擬前端電路。分析了基于場效應管的LED驅動電路原理和參數設計,并對驅動電路中可能存在的非線性因素的影響進行了仿真分析；分析了基于跨阻放大和電壓放大的接收端電路原理與參數設計,對接收端電路性能進行了仿真分析。接著,給出了基于DCO-OFDM的基帶系統(tǒng)設計方案,對系統(tǒng)基本參數、子載波分配和數據幀結構進行了設計。重點研究了系統(tǒng)同步算法,給出了幀檢測算法,通過仿真確定了幀檢測門限；分析了符號定時偏差的影響,并給出了符號定時同步算法：針對DCO-OFDM系統(tǒng)的特點,分析了采樣時鐘頻率偏差對系統(tǒng)性能的影響,給出了相應的頻率偏差補償算法。隨后,對設計的基帶系統(tǒng)方案進行了FPGA實現,給出了發(fā)射端和接收端主要模塊的實現方式描述與仿真結果。最后,對本文設計和實現的試驗系統(tǒng)進行了相應測試和分析。
【關鍵詞】：可見光通信 最優(yōu)直流偏置 模擬電路 基帶算法 現場可編程門陣列
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 縮略詞13-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 可見光通信系統(tǒng)背景15-16
• 1.2 可見光通信研究現狀16-17
• 1.3 可見光通信特點17
• 1.4 論文組織結構17-19
• 第二章 DCO-OFDM系統(tǒng)的最優(yōu)直流偏置問題研究19-27
• 2.1 可見光通信IM/DD系統(tǒng)模型19
• 2.2 DCO-OFDM系統(tǒng)19-21
• 2.3 DCO-OFDM系統(tǒng)的最優(yōu)直流偏置21-27
• 2.3.1 截斷模型21-22
• 2.3.2 截斷噪聲分析22-23
• 2.3.3 最優(yōu)直流偏置算法23-24
• 2.3.4 算法仿真分析24-27
• 第三章 可見光通信系統(tǒng)硬件電路設計與實現27-45
• 3.1 可見光通信系統(tǒng)硬件結構27
• 3.2 FPGA基帶處理板27-28
• 3.3 ADC/DAC模塊28
• 3.4 發(fā)射端模擬前端228-38
• 3.4.1 發(fā)射端LED燈28-30
• 3.4.2 LED燈的驅動原理與驅動電路參數設計30-34
• 3.4.3 LED驅動電路中非線性因素的影響34-38
• 3.5 接收端模擬前端38-45
• 3.5.1 接收端PD38-39
• 3.5.2 接收端原理39-40
• 3.5.3 接收端模擬前端電路參數設計40-42
• 3.5.4 電壓轉換電路設計42-43
• 3.5.5 接收端性能仿真43-45
• 第四章 基于DCO-OFDM的可見光通信數字基帶系統(tǒng)設計45-63
• 4.1 基帶系統(tǒng)基本方案設計45-46
• 4.1.1 基帶系統(tǒng)基本參數設計45-46
• 4.1.2 OFDM符號子載波分配方案46
• 4.2 物理層幀結構46-48
• 4.2.1 前導符結構47-48
• 4.2.2 幀體結構48
• 4.3 DCO-OFDM系統(tǒng)同步算法48-60
• 4.3.1 幀檢測算法49-51
• 4.3.2 符號定時偏差影響51-55
• 4.3.3 符號定時同步算法55-56
• 4.3.4 采樣時鐘同步算法56-60
• 4.4 DCO-OFDM系統(tǒng)信道估計與均衡算法60-63
• 第五章 基于DCO-OFDM的可見光通信數字基帶FPGA實現63-87
• 5.1 可見光通信系統(tǒng)數字基帶實現結構63-64
• 5.2 發(fā)射端數字基帶FPGA實現64-77
• 5.2.1 負載控制模塊64-67
• 5.2.2 幀校驗模塊67
• 5.2.3 擾碼模塊67-68
• 5.2.4 卷積碼編碼模塊68
• 5.2.5 交織器模塊68
• 5.2.6 Coded_Buf模塊68-69
• 5.2.7 QAM模塊69-71
• 5.2.8 導頻模塊71
• 5.2.9 IFFT控制模塊71-73
• 5.2.10 DAC緩存模塊73
• 5.2.11 前導符模塊73
• 5.2.12 千兆網口模塊73-74
• 5.2.13 中央控制模塊74-76
• 5.2.14 發(fā)射端數字基帶實現整體性能仿真與分析76-77
• 5.3 接收端數字基帶FPGA實現77-87
• 5.3.1 幀檢測模塊77-80
• 5.3.2 符號定時同步模塊80-81
• 5.3.3 信道估計與均衡模塊81-83
• 5.3.4 采樣時鐘頻率偏差補償模塊83-84
• 5.3.5 維特比譯碼模塊84
• 5.3.6 千兆網口模塊84
• 5.3.7 接收端FPGA實現的其他模塊84-85
• 5.3.8 接收端數字基帶實現整體性能仿真與分析85-87
• 第六章 系統(tǒng)測試87-95
• 6.1 信道頻率響應曲線87-89
• 6.2 時域信號波形89-91
• 6.3 信號頻譜91-93
• 6.4 系統(tǒng)數據傳輸速率與BER93-95
• 第七章 總結與展望95-97
• 7.1 總結95-96
• 7.2 進一步研究方向96-97
• 致謝97-99
• 參考文獻99-103
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文103

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前2條

1 李榮玲;商慧亮;雷雨;王一光;王源泉;陸肖元;遲楠;;高速可見光通信中關鍵使能技術研究[J];激光與光電子學進展;2013年05期

2 龍九清;;OFDM系統(tǒng)中信道估計算法研究與仿真[J];通信技術;2008年10期

  本文關鍵詞：高速可見光通信關鍵技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：378622