本文關(guān)鍵詞：可見(jiàn)光通信中的PPM編碼調(diào)制技術(shù)　出處：《東南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近年來(lái),無(wú)線通信的發(fā)展受到了諸多的限制,如頻譜資源的短缺,電磁輻射對(duì)人體的危害等。而隨著發(fā)光二極管(LED)技術(shù)的不斷發(fā)展和在現(xiàn)代家庭中的普遍使用,與之對(duì)應(yīng)的使用LED燈進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖覂?nèi)可見(jiàn)光通信技術(shù)因此受到了極大的關(guān)注。可見(jiàn)光通信技術(shù)具有頻譜資源豐富,綠色安全,能量轉(zhuǎn)化率高等諸多優(yōu)點(diǎn),對(duì)于實(shí)現(xiàn)室內(nèi)高速綠色通信具有重要的研究?jī)r(jià)值。本文主要著眼于室內(nèi)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中的編碼調(diào)制技術(shù),側(cè)重于優(yōu)化系統(tǒng)的性能。首先,本文介紹了可見(jiàn)光通信中基本的理論知識(shí),包括通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu),調(diào)制技術(shù)和信道編碼技術(shù)。一個(gè)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)包含發(fā)送端和接收端,它們又分別包含調(diào)制/解調(diào),編碼/解碼等模塊。針對(duì)調(diào)制技術(shù),我們對(duì)常用的OOK、PPM、MPPM等調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了分析和比較,并重點(diǎn)介紹了MPPM軟解調(diào)的輸出對(duì)數(shù)似然比計(jì)算。信道編碼也是通信系統(tǒng)中不可或缺的部分,LDPC碼具有近香農(nóng)限的優(yōu)異性能、較低的誤碼平臺(tái)、吞吐量大等優(yōu)點(diǎn),因此我們主要介紹LDPC碼。針對(duì)LDPC碼,本論文重點(diǎn)闡述了它的譯碼算法。其次,本文對(duì)基于LDPC碼編碼的MPPM調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了研究,采用MPPM調(diào)制的系統(tǒng)的性能主要受MPPM調(diào)制比特符號(hào)映射方式的影響。我們采用基于LDPC碼的BICM-ID方案,并運(yùn)用改進(jìn)的EXIT分析方法來(lái)精確預(yù)測(cè)聯(lián)合LDPC碼和MPPM調(diào)制的迭代譯碼系統(tǒng)的收斂門限,分析BICM-ID系統(tǒng)的性能。此外,我們?cè)敿?xì)解釋了改進(jìn)的遺傳算法,并利用包括EXIT_]限在內(nèi)不同的判斷準(zhǔn)則,搜索較優(yōu)的比特符號(hào)映射方式,通過(guò)比較和仿真驗(yàn)證,證明遺傳算法結(jié)合EXIT門限的方法是可行的。接著,本文研究了MPAPM調(diào)制的星座優(yōu)化問(wèn)題。相比于MPPM調(diào)制,MPAPM引入幅度變量,進(jìn)一步增加了星座的維度,能應(yīng)用于對(duì)傳輸速率有較高要求的場(chǎng)合。我們將MPAPM的高維星座優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)凸優(yōu)化問(wèn)題,利用Matlab工具求解。根據(jù)優(yōu)化的結(jié)果,MPAPM在與OOK有相同的傳輸效率的條件下,性能上有稍許優(yōu)勢(shì)。如果考慮犧牲部分傳輸效率,與傳統(tǒng)MPPM調(diào)制相比,MPAPM星座的星座點(diǎn)能量分布不均衡,相比能量分布均衡的MPPM星座有更大的最小歐式距離,因此在SER性能上有明顯增益。最后,本文還研究了可見(jiàn)光通信中的亮度調(diào)節(jié)方案。亮度調(diào)節(jié)方案一般分為兩類,一類基于調(diào)制技術(shù),一類基于信道編碼技術(shù)�；谡{(diào)制的方案我們介紹了VOOK、VPPM、MPPM和混合MPPM調(diào)制方案,并分別闡述了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。我們的討論重點(diǎn)是混合MPPM調(diào)制,其在亮度調(diào)節(jié)范圍、調(diào)節(jié)分辨率、傳輸效率等方面有明顯優(yōu)勢(shì)�；诰幋a的方案主要通過(guò)采用Turbo碼或LDPC碼的打孔技術(shù),并在打孔位置插入補(bǔ)償符號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)。我們?cè)敿?xì)介紹了基于LDPC碼的自適應(yīng)差錯(cuò)控制方案,其根據(jù)不同的亮度采用不同碼長(zhǎng)的LDPC碼和確定打孔長(zhǎng)度。該方案采用了OOK調(diào)制,我們將混合MPPM調(diào)制運(yùn)用到其中,在保證傳輸效率不低于采用OOK調(diào)制的前提下,獲得更優(yōu)的性能,尤其在極高和極低亮度下依然可以有效傳輸。
【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】：2016
【分類號(hào)】：TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 冷蛟鋒;郝士琦;呂旭光;周建國(guó);王勇;;基于低密度奇偶校驗(yàn)碼的MPPM比特符號(hào)映射及系統(tǒng)性能研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2012年04期

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本文編號(hào)：1328791