可見光通信(VLC)技術(shù),是利用熒光燈或發(fā)光二極管等發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號(hào)來傳輸信息的一種通信技術(shù),也就是說,通過LED實(shí)現(xiàn)通訊的功能。但是,在VLC系統(tǒng)的信道傳輸中,采用不同的編碼及譯碼方法將會(huì)直接影響通信的性能。本文針對(duì)信道的編譯碼展開研究,為了消除光源光線或噪聲等因素對(duì)VLC系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾,保證VLC系統(tǒng)在較低誤碼率下具有較高的安全性與可靠性,將準(zhǔn)循環(huán)LDPC(QC-LDPC)碼引入VLC系統(tǒng)中。QC-LDPC碼作為一種已被發(fā)現(xiàn)并長(zhǎng)期使用的編碼方法,由于其接近香農(nóng)限的無限糾錯(cuò)能力,已被廣泛應(yīng)用于DVB-S2、CMMB、Wi-Fi等通信系統(tǒng)中。本文首先分析了QC-LDPC碼的研究背景,根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析,確定了本文的研究對(duì)象,然后在VLC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)VLC信道進(jìn)行建模并確定信道參數(shù)。本文采用并行結(jié)構(gòu)對(duì)QC-LDPC碼進(jìn)行構(gòu)造,考慮到編碼復(fù)雜度、吞吐量等因素,采用了基于移位寄存器的編碼方式,通過對(duì)傳統(tǒng)的和積譯碼算法的分析,在分層TDMP算法的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的譯碼算法,在加快了譯碼的速度同時(shí)減少了迭代次數(shù)。論文使用Verilog語(yǔ)言完成了QC-LDPC碼編譯碼器的RTL級(jí)設(shè)計(jì)并在Altera公司的FPGA/EP4CE15E22C8上完成了驗(yàn)證,在系統(tǒng)時(shí)鐘為50MHz,碼長(zhǎng)為3920,碼率為0.92的條件下,對(duì)編譯碼器的吞吐量進(jìn)行評(píng)估,其中編碼器可達(dá)49.94Mbps,譯碼器可達(dá)54.12Mbps,較改進(jìn)前提高了約6%,能夠很好的應(yīng)用于VLC系統(tǒng)中。圖[48]表[5]參[51]
【學(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.1;TN911.22
【部分圖文】：

根據(jù)以上歐式幾何構(gòu)造的簡(jiǎn)要示例中可以看出，在構(gòu)造 QC-LDPC 碼的過程中最重要的是找到基矩陣。為了更好的說明各種 QC-LDPC 碼構(gòu)造校驗(yàn)矩陣的優(yōu)劣，現(xiàn)以 Mackay 構(gòu)造法PEG 構(gòu)造法和歐式幾何構(gòu)造法這三種不同的構(gòu)造法為例，將其作比較，說明哪種構(gòu)造方法構(gòu)造的矩陣性能更好一些。規(guī)定仿真的前提條件：調(diào)制方式是 BPSK 調(diào)制、信道是均值為 0 的加性高斯白噪聲(AWGN)，其功率譜密度是0N / 2。系統(tǒng)仿真框圖如圖 17 所示。QC-LDPC碼編碼QC-LDPC碼譯碼BPSK調(diào)制BPSK解調(diào)kckukxAWGN信道N(0,N0/2)kxkcku圖 17 仿真過程示意圖Fig.17 Schematic diagram of simulation process

安徽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文( ) ( 1) ( 1),2 ,2 ,2( )\( )\( ) min ( )i j j i j ij i jj i jk k kc v v c v cv N c vv N c vL sign R R (3-1( ) ( 1) ( 1),2 ,2 ,2( )\( )\( ) max{ min ( ) ,0}i j j i j ij i jj i jk k kc v v c v cv N c vv N c vL sign R R (3-2為例更好的說明改進(jìn)的 SP 算法的優(yōu)勢(shì)所在，以 NMSA 算法為例，將信道噪比設(shè)置為 SNR=2dB,不同的修正因子 對(duì)應(yīng)的 BER 如圖 19 所示。

圖 20 LDPC 碼譯碼算法性能比較Fig.20 Performance comparison of LDPC decoding algorithms對(duì)比 NMSA 算法和改進(jìn)的譯碼算法，由于這兩種算法是在 SP 算法上優(yōu)化的，因此，這兩種算法誤碼率曲線一直很接近，相差不大，雖然 NMSA 算法能相對(duì)來說要更好一些，但是改進(jìn)的譯碼算法迭代次數(shù)要更少一些；對(duì)比 SP 和改進(jìn)的譯碼算法，當(dāng)-5BER=10 時(shí)，這兩種算法的信噪比差值約為0.1dB，但據(jù) 3.2.1 節(jié)中 SP 算法的數(shù)學(xué)模型，信息位( )jvI 內(nèi)部含有對(duì)數(shù)函數(shù)和指數(shù)函數(shù)，計(jì)算量巨大，這也就是 SP 算法沒有被大規(guī)模使用的一個(gè)重要原因。綜合以上三種譯碼算法的 MATLAB 仿真波形，由于 SNR 的有效范圍控制dB 以內(nèi)，三種譯碼算法中，變化最為明顯的是改進(jìn)的譯碼算法。因此，本文從器硬件整體實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度和迭代次數(shù)入手，選擇改進(jìn)的譯碼算法作為本文的譯碼算法。3.4 本章小結(jié)
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2884599