本文關鍵詞：室內可見光通信調制算法研究

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【摘要】：可見光通信是利用可見光波段進行通信,它能解決現有頻譜資源稀缺的問題,同時又能消除電磁干擾和減少對人體的輻射。室內可見光通信在照明的同時完成通信,不僅能夠節(jié)約能源,還避免了架設通信設備,對于不透光的室內來說,還能夠實現信息的安全保密傳輸。因此,室內可見光通信成為了當下通信發(fā)展的熱潮。本文首先介紹了白光LED的特點,并討論了可見光傳統的調制方式。開關調制是最簡單可靠的調制方法,基于此本文介紹了可見光通信的硬件實現原理。脈沖調制包括脈沖幅度調制、脈沖位置調制和脈沖寬度調制。脈沖調制相對于開關調制而言,能夠根據脈沖變化的多樣性增加傳輸速率。在室內MIMO可見光通信模型基礎之上,本文介紹了解調算法,包括最大似然、對數似然比以及最大比合并檢測,并對前兩者進行仿真比較,結果表明,兩者性能幾乎相同。在基于MIMO的可見光通信系統中,不同信道之間具有高度相關性,因此通信的可靠性較低。為了改善系統的性能,本文首先比較了重復編碼、空間復用和空間調制這三種技術,仿真證明空間調制具有最優(yōu)的性能,基于此提出了改進的空間調制算法,在保持系統傳輸速率不變的情況下,將傳統空間調制中每時刻激活一根天線擴展為兩根,并利用非均勻的能量分配準則進行調制,較好地克服了信道的高度相關問題。本文在在4×4信道下對算法的誤碼率進行了仿真,結果表明該算法在高信噪比下,系統的可靠性得到了顯著的提升。要實現室內照明的亮度可控,傳統的方法是改變每個包含信息傳遞時隙的脈沖大小。由于發(fā)射器件一般有最大脈沖限制范圍,亮度的提升空間較小,因此可以通過調制未被利用的時隙的脈沖完成亮度的提升。基于上述原理,本文首先在SISO模型下,比較了現有的PPM平均調制和VMPPM調制的性能,實驗證明VMPPM具有更好的穩(wěn)定性。在此基礎上,本文提出了將脈沖幅度調制與VMPPM相結合的算法,既維持了其可靠性不變,又實現了亮度比例任意可調。接下來,本文將亮度控制應用到室內MIMO系統中,將亮度調制的時間概念轉化為空間概念,并對PPM平均調制和VMPPM進行仿真比較。結果表明,在MIMO系統中,PPM平均調制的性能更好。
【關鍵詞】：室內可見光通信 脈沖調制 空間調制 亮度控制
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1;TN911.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 見光通信發(fā)展現狀10-12
• 1.2.1 室內可見光通信10-11
• 1.2.2 室外可見光通信11
• 1.2.3 可見光通信實現難點11-12
• 1.3 本文主要工作12-13
• 1.4 論文結構安排13-14
• 2 可見光調制解調算法介紹14-23
• 2.1 白光LED簡介14-15
• 2.2 開關鍵控調制15-16
• 2.3 脈沖調制16-18
• 2.3.1 脈沖幅度調制16-17
• 2.3.2 脈沖位置調制17-18
• 2.3.3 脈沖寬度調制18
• 2.4 室內可見光通信模型18-19
• 2.5 可見光通信的解調算法簡介19-22
• 2.5.1 最大似然19-20
• 2.5.2 對數似然比20-21
• 2.5.3 最大比合并21-22
• 2.6 本章小結22-23
• 3 室內可見光通信的算法介紹與改進23-39
• 3.1 MIMO介紹23-25
• 3.1.1 MIMO系統中的分集23-24
• 3.1.2 MIMO系統中的復用24
• 3.1.3 空間調制24-25
• 3.2 LED陣列簡介25-26
• 3.3 室內可見光通信信道26-29
• 3.3.1 自由光空間簡介26-27
• 3.3.2 信號傳播方式及能量分布27-28
• 3.3.3 信道模型28-29
• 3.4 室內MIMO模型不同調制方式性能比較29-31
• 3.4.1 重復編碼29-30
• 3.4.2 空間復用30
• 3.4.3 空間調制30-31
• 3.5 信道編碼性能改善31-33
• 3.5.1 卷積碼31-32
• 3.5.2 維特比譯碼32
• 3.5.3 卷積碼在可見光通信中的應用32-33
• 3.6 改進的空間調制算法33-38
• 3.6.1 SM-PAM算法介紹33-34
• 3.6.2 En-SM算法介紹34-36
• 3.6.3 仿真結果36-37
• 3.6.4 速率分析37-38
• 3.7 本章小結38-39
• 4 室內可見光亮度控制39-52
• 4.1 脈沖幅值不可調亮度控制方法39-45
• 4.1.1 歸零OOK調制39
• 4.1.2 變長OOK調制39-41
• 4.1.3 變長PPM調制41-42
• 4.1.4 MPPM調制42-43
• 4.1.5 VMPPM調制43-44
• 4.1.6 PPM-PWM聯合亮度調制44-45
• 4.2 脈沖幅值可調亮度控制方法45-48
• 4.2.1 PPM平均調制45-46
• 4.2.2 PAM-VMPPM聯合亮度調制46-47
• 4.2.3 仿真結果47-48
• 4.3 MIMO模型下的亮度控制48-51
• 4.3.1 MIMO下的PPM平均調制48-49
• 4.3.2 MIMO下的PAM-VMPPM聯合亮度調制49-50
• 4.3.3 仿真分析50-51
• 4.4 本章小結51-52
• 結論52-53
• 參考文獻53-57
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況57-58
• 致謝58-59

【參考文獻】

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1 蕭f，

本文編號：924484