本文關(guān)鍵詞：CAP可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的波形設(shè)計(jì)與定時(shí)估計(jì)

  更多相關(guān)文章： 定時(shí)敏感度 眼圖寬度 多頻點(diǎn)OM算法 多相濾波器內(nèi)插

【摘要】：無(wú)載波幅度相位調(diào)制(CAP)由于其較高的頻譜利用率和較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度,近年來(lái)在可見(jiàn)光通信(VLC)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)上備受關(guān)注。然而,由于在存在定時(shí)偏差的情況下,CAP信號(hào)不僅存在較大的符號(hào)間干擾(ISI),而且存在較大的交叉通道干擾(CCI),因此CAP接收機(jī)對(duì)定時(shí)偏差非常敏感。CAP接收機(jī)的高定時(shí)敏感度問(wèn)題可以通過(guò)設(shè)計(jì)低定時(shí)敏感度的CAP波形和設(shè)計(jì)高精度的定時(shí)恢復(fù)模塊這兩種方法解決。在CAP波形的設(shè)計(jì)方面,前人已經(jīng)推導(dǎo)了CAP波形無(wú)ISI和CCI的時(shí)域、頻域條件,并且給出了一組低定時(shí)敏感度的NS CAP波形,但NS CAP波形只降低了I通道信號(hào)的定時(shí)敏感度。本文根據(jù)CAP波形的頻譜重疊特性,嘗試了通過(guò)調(diào)整通帶Nyquist波形載波大小來(lái)設(shè)計(jì)CAP波形的新思路。在CAP系統(tǒng)定時(shí)恢復(fù)模塊的設(shè)計(jì)方面,前人所做的工作主要基于模擬的定時(shí)恢復(fù)方法。為了進(jìn)一步提高定時(shí)恢復(fù)的精度,本文對(duì)更加穩(wěn)定可靠的全數(shù)字定時(shí)恢復(fù)方法進(jìn)行了研究。論文主要工作如下：1)研究了低定時(shí)敏感度的CAP波形設(shè)計(jì)。相對(duì)于PAM波形,CAP波形的無(wú)干擾不僅需要考慮ISI問(wèn)題,還需要額外考慮CCI問(wèn)題。本文針對(duì)這一情況采用分步設(shè)計(jì)的方法,先在傳統(tǒng)CAP波形的基礎(chǔ)上提出了無(wú)ISI的通帶Nyquist波形的概念,然后根據(jù)CAP波形無(wú)CCI的頻域條件,討論了I、Q通道的通帶Nyquist波形的載波需要滿足的條件,最終設(shè)計(jì)出了更具一般性的可變頻譜重疊度CAP波形,并且從中選取了兩組性能較好的CAP波形,即PO CAP波形和2-DFDCAP波形,并在2-DFD波形的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一組高頻譜利用率的三維CAP波形。仿真結(jié)果表明,本文提出的PO CAP波形和2-D FD CAP波形的定時(shí)敏感度性能要優(yōu)于傳統(tǒng)的CAP波形和NS CAP波形。但是,當(dāng)定時(shí)偏差較小時(shí),傳統(tǒng)CAP波形和NS CAP波形將表現(xiàn)出更好的性能。2)研究了針對(duì)CAP信號(hào)的定時(shí)估計(jì)估計(jì)算法。首先證明了傳統(tǒng)的針對(duì)PAM信號(hào)的最大平均功率定時(shí)估計(jì)算法在CAP系統(tǒng)中的可用性。接著針對(duì)通帶PAM信號(hào)的頻譜特性,對(duì)傳統(tǒng)的針對(duì)基帶PAM信號(hào)的OM算法進(jìn)行了改進(jìn),提出了使用高頻分量進(jìn)行估計(jì)的多頻點(diǎn)OM算法。然后將多頻點(diǎn)OM算法推廣到了CAP系統(tǒng)中,并且根據(jù)傳統(tǒng)CAP波形I、Q通道波形的對(duì)稱性對(duì)OM算法進(jìn)行了改進(jìn)。仿真結(jié)果表明,最大平均功率定時(shí)估計(jì)的性能高度依賴于接收機(jī)的采樣頻率,采樣頻率越高,定時(shí)估計(jì)結(jié)果越準(zhǔn)確。如果CAP系統(tǒng)使用發(fā)送通帶PAM前導(dǎo)符號(hào)的方法進(jìn)行定時(shí)估計(jì),不論系統(tǒng)選擇哪一種CAP調(diào)制波形,使用Q路波形調(diào)制前導(dǎo)序列,都能獲得比使用I路波形調(diào)制前導(dǎo)序列更好的性能。而對(duì)于使用CAP信號(hào)進(jìn)行可跟蹤定時(shí)估計(jì)的系統(tǒng),PO CAP和2-D FD CAP信號(hào)最適合使用Q通道的三倍頻估計(jì)算法；NS CAP信號(hào)最適合使用I通道的一倍頻估計(jì)算法；傳統(tǒng)CAP信號(hào)使用改進(jìn)的OM算法將得到較好的定時(shí)估計(jì)性能,但是使用原始的OM算法,定時(shí)估計(jì)的性能將十分有限。另外,由于CAP信號(hào)存在交義通道,因此CAP信號(hào)想要獲得良好的定時(shí)估計(jì)性能,必須使用比PAM信號(hào)更長(zhǎng)的定時(shí)估計(jì)符號(hào)長(zhǎng)度。3)針對(duì)使用傳統(tǒng)CAP波形的系統(tǒng),詳細(xì)介紹了接收機(jī)定時(shí)恢復(fù)模塊的電路實(shí)現(xiàn)方法。
【關(guān)鍵詞】：定時(shí)敏感度 眼圖寬度 多頻點(diǎn)O&M算法 多相濾波器內(nèi)插
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 縮略語(yǔ)13-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 論文研究背景15-19
• 1.1.1 可見(jiàn)光通信的應(yīng)用15-17
• 1.1.2 可見(jiàn)光通信中的調(diào)制技術(shù)17-18
• 1.1.3 CAP可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中的定時(shí)敏感度問(wèn)題18-19
• 1.2 碩士期間的工作及任務(wù)安排19-21
• 第二章 低定時(shí)敏感度CAP波形設(shè)計(jì)21-41
• 2.1 引言21-22
• 2.2 CAP可見(jiàn)光通信收發(fā)機(jī)基本結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3 CAP波形無(wú)ISI和CCI的頻域限制條件23-25
• 2.4 低定時(shí)敏感度CAP波形設(shè)計(jì)25-33
• 2.4.1 傳統(tǒng)CAP波形和NS波形的特性分析25-28
• 2.4.2 可變頻譜重疊度CAP波形28-33
• 2.5 仿真結(jié)果33-36
• 2.5.1 滾降系數(shù)對(duì)CAP波形眼圖寬度的影響33-34
• 2.5.2 不同CAP波形的性能比較34-36
• 2.6 本章小結(jié)36-41
• 第三章 CAP系統(tǒng)中的最大平均功率定時(shí)估計(jì)算法研究41-47
• 3.1 引言41-42
• 3.2 最大平均功率定時(shí)估計(jì)42-46
• 3.2.1 最大平均功率定時(shí)估計(jì)的原理介紹42-45
• 3.2.2 仿真結(jié)果45-46
• 3.3 本章小結(jié)46-47
• 第四章 CAP系統(tǒng)中的多頻點(diǎn)O&M定時(shí)估計(jì)算法研究47-61
• 4.1 引言47-48
• 4.2 通帶PAM信號(hào)的多頻點(diǎn)O&M算法48-53
• 4.2.1 通帶PAM信號(hào)多頻點(diǎn)O&M算法的原理分析48-51
• 4.2.2 仿真結(jié)果51-53
• 4.3 CAP信號(hào)的多頻點(diǎn)O&M算法53-60
• 4.3.1 CAP信號(hào)的多頻點(diǎn)O&M算法的原理分析53-55
• 4.3.2 針對(duì)傳統(tǒng)CAP信號(hào)的改進(jìn)的O&M算法55-57
• 4.3.3 仿真結(jié)果57-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 CAP VLC收發(fā)機(jī)定時(shí)恢復(fù)模塊的電路級(jí)實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證61-73
• 5.1 引言61
• 5.2 可見(jiàn)光通信CAP收發(fā)機(jī)框架61-63
• 5.3 數(shù)字內(nèi)插器的原理介紹63-66
• 5.4 定時(shí)恢復(fù)模塊的電路級(jí)實(shí)現(xiàn)66-71
• 5.4.1 定時(shí)估計(jì)模塊的設(shè)計(jì)方案67-69
• 5.4.2 定時(shí)估計(jì)模塊多速率處理產(chǎn)生的時(shí)序問(wèn)題69-71
• 5.5 仿真結(jié)果71-72
• 5.6 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)束語(yǔ)73-75
• 6.1 全文工作總結(jié)73-74
• 6.2 研究展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 碩士期間發(fā)表的論文及參與的科研項(xiàng)目81

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