本文選題：可見光通信　切入點(diǎn)：DCO-OFDM　出處：《東南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：可見光通信技術(shù),以其諸多的優(yōu)點(diǎn),成為近年來(lái)無(wú)線通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。而OFDM是可見光通信高速傳輸?shù)幕菊{(diào)制方法,本文針對(duì)DCO-OFDM可見光通信系統(tǒng)的自適應(yīng)傳輸與系統(tǒng)方案改進(jìn)問(wèn)題進(jìn)行了研究,主要工作如下:一、改進(jìn)了 DCO-OFDM室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的頻域LS信道估計(jì)算法和信道沖激響應(yīng)抽頭個(gè)數(shù)估計(jì)方法。論文在介紹基于DFT變換的信道估計(jì)算法基礎(chǔ)上,在存在虛擬子載波條件下,仿真比較了一些已有的改進(jìn)的方法:外推法、迭代法、時(shí)域LS估計(jì)算法。此外,還提出了 DCO-OFDM系統(tǒng)信道沖激響應(yīng)有效抽頭個(gè)數(shù)估計(jì)的改進(jìn)方案,并將此改進(jìn)方案應(yīng)用到存在STO的DCO-OFDM系統(tǒng),降低了"平臺(tái)效應(yīng)",提升了系統(tǒng)MSE性能。二、改進(jìn)了 DCO-OFDM室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制算法。論文在介紹注水原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合Greedy算法,根據(jù)充分利用功率余量原則,提出了一種改進(jìn)的固定門限自適應(yīng)調(diào)制算法。此外,還對(duì)子載波自適應(yīng)和子帶自適應(yīng)這兩種自適應(yīng)方案的性能進(jìn)行了仿真比較,并給出了最佳分組策略。三、推導(dǎo)了 DCO-OFDM室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的最優(yōu)直流偏置所滿足的非線性方程,可以通過(guò)迭代解法給出該方程的數(shù)值解。在AWGN信道條件下,以光信噪比為基準(zhǔn),在給出了 SNDR表達(dá)式的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步得到了單邊裁剪和對(duì)稱雙邊裁剪的最優(yōu)直流偏置所滿足的非線性方程。四、提出DCO-OFDM的改進(jìn)調(diào)制方案PSO-OFDM,該方案是將DCO-OFDM信號(hào)極性分離分為正負(fù)兩個(gè)部分,然后分別用兩個(gè)符號(hào)傳輸。并證明了 PSO-OFDM系統(tǒng)的SNDR性能優(yōu)于DCO-OFDM以及PSO-OFDM對(duì)LED動(dòng)態(tài)范圍的要求要低于 DCO-OFDM。五、介紹了作者參與的課題組共同完成的DCO-OFDM室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)接收端數(shù)字基帶硬件實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),主要內(nèi)容包括:系統(tǒng)總體及參數(shù)、硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)的具體框圖;接收端各個(gè)模塊的具體算法,包含幀同步AGC模塊、信道估計(jì)與均衡模塊、相位補(bǔ)償模塊以及QAM軟解調(diào)模塊;定點(diǎn)方案、關(guān)鍵IP核的關(guān)鍵參數(shù)以及各個(gè)模塊的關(guān)鍵時(shí)序。
[Abstract]:The visible light communication technology, with its many advantages, has become one of the hotspots in the field of wireless communication in recent years, and OFDM is the basic modulation method for the high speed transmission of visible light communication. In this paper, the adaptive transmission and system scheme improvement of DCO-OFDM visible light communication system are studied. The main work is as follows: 1. This paper improves the frequency domain LS channel estimation algorithm and the channel impulse response tap number estimation method for DCO-OFDM indoor visible light communication system. Based on the introduction of channel estimation algorithm based on DFT transform, under the condition of virtual subcarrier, the paper introduces the algorithm of channel estimation in frequency domain. Some improved methods, such as extrapolation method, iterative method, time-domain LS estimation algorithm, are simulated and compared. In addition, an improved scheme to estimate the number of effective taps for channel impulse response of DCO-OFDM system is proposed. The improved scheme is applied to the DCO-OFDM system with STO, which reduces the "platform effect" and improves the MSE performance of the system. Secondly, the adaptive modulation algorithm of DCO-OFDM indoor visible light communication system is improved. Combined with Greedy algorithm, an improved fixed-threshold adaptive modulation algorithm is proposed according to the principle of power margin. In addition, the performance of two adaptive schemes, subcarrier adaptive and sub-band adaptive, is simulated and compared. The optimal grouping strategy is also given. Thirdly, the nonlinear equation of optimal DC bias for DCO-OFDM indoor visible light communication system is derived, and the numerical solution of the equation can be obtained by iterative method. Under the AWGN channel condition, Based on the optical signal-to-noise ratio (SNR) and SNDR expression, the nonlinear equations of optimal DC bias for unilateral clipping and symmetric bilateral clipping are obtained. An improved modulation scheme of DCO-OFDM, PSO-OFDM, is proposed, in which the polarity separation of DCO-OFDM signals is divided into positive and negative parts. Then it is proved that the SNDR performance of PSO-OFDM system is better than that of DCO-OFDM and the requirement of LED dynamic range of PSO-OFDM is lower than that of DCO-OFDM.5. This paper introduces the design and implementation of the digital baseband hardware realization scheme of DCO-OFDM indoor visible light communication system, which is jointly completed by the author's research group. The main contents include: the whole system and its parameters, the concrete block diagram of the hardware realization; The algorithm includes frame synchronization AGC module, channel estimation and equalization module, phase compensation module and QAM soft demodulation module; fixed point scheme, key parameters of key IP core and key timing of each module.
【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】：2017
【分類號(hào)】：TN929.1

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本文編號(hào)：1644522