本文關(guān)鍵詞：OFDM可見光通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：可見光通信(VLC)具有頻譜資源豐富、保密性好、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為廣泛關(guān)注的新型無線通信技術(shù)。本文對VLC中的OFDM技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)及采樣時鐘同步技術(shù)進(jìn)行了深入研究,并詳細(xì)闡述了基于DCO-OFDM的VLC數(shù)字基帶系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。本文主要研究內(nèi)容如下：一、詳細(xì)對比分析了直流偏置光正交頻分復(fù)用(DCO-OFDM)、非對稱限幅光正交頻分復(fù)用(ACO-OFDM)和脈沖幅度調(diào)制離散多音(PAM-DMT)的結(jié)構(gòu)差異,采用光比特信噪比對比分析三種系統(tǒng)的性能差異。DCO-OFDM調(diào)制所有子載波,通過直流偏置獲得非負(fù)傳輸信號,較小的直流偏置引起較大的限幅噪聲,較大的直流偏置降低功率效率,仿真確定了不同QAM調(diào)制階數(shù)下DCO-OFDM的最優(yōu)直流偏置大小。ACO-OFDM僅調(diào)制奇載波,PAM-DMT僅調(diào)制載波虛部,均通過零值限幅獲得非負(fù)傳輸信號,限幅噪聲只影響未調(diào)制載波部分,但零值限幅使發(fā)送端一半能量耗費(fèi)在未調(diào)制載波部分,致使ACO-OFDM和PAM-DMT相較于傳統(tǒng)雙極性O(shè)FDM有3dB的性能損失。最后仿真對比分析了三種可見光OFDM系統(tǒng)性能,得到了如下結(jié)論：低速通信時,ACO-OFDM和PAM-DMT有更高的功率效率；高速通信時,DCO-OFDM有更高的功率效率。二、詳細(xì)對比分析了DCO-OFDM和ACO-OFDM系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制性能。首先介紹了VLC信道模型及其影響因素,VLC信道可等效為低通信道。其次說明了DCO-OFDM和ACO-OFDM的自適應(yīng)調(diào)制機(jī)制和實(shí)現(xiàn)算法。自適應(yīng)調(diào)制根據(jù)信道條件,不同載波采用不同調(diào)制階數(shù)和不同發(fā)送功率,使系統(tǒng)性能不再受限于幅頻響應(yīng)小的載波,提高系統(tǒng)性能,但增加實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。若DCO-OFDM和ACO-OFDM采用方形QAM自適應(yīng)調(diào)制,仿真得到如下結(jié)論：較高光信噪比下,DCO-OFDM頻譜效率高于ACO-OFDM;較低光信噪比下,ACO-OFDM的頻譜效率高于DCO-OFDM。三、分析了DCO-OFDM中采樣時鐘同步問題,并改進(jìn)了頻域估計相位補(bǔ)償算法。首先給出采樣時鐘問題模型,分析采樣時鐘偏差影響：起始定時誤差僅引起相位旋轉(zhuǎn)；采樣頻率誤差產(chǎn)生相位旋轉(zhuǎn)的同時,引起載波間干擾(ICI)。其次對頻域估計相位補(bǔ)償算法提出三點(diǎn)改進(jìn),并仿真對比了改進(jìn)算法性能,得到了如下結(jié)論：導(dǎo)頻高頻連續(xù)放置,而非間隔插入,可提高估計補(bǔ)償精度,降低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度；平均估計補(bǔ)償,而非最小二乘估計補(bǔ)償,估計性能接近,但硬件實(shí)現(xiàn)簡單；相較于單符號估計補(bǔ)償,三個OFDM符號估計補(bǔ)償減弱噪聲影響,提高性能,但需保存當(dāng)前OFDM符號頻域信息,硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。四、詳述了基于DCO-OFDM的VLC數(shù)字基帶設(shè)計及實(shí)現(xiàn),傳輸距離1m時,此系統(tǒng)所測業(yè)務(wù)傳輸速率達(dá)到490Mbps,距離3m時,速率超過300Mbps。
【關(guān)鍵詞】：可見光通信 DCO-OFDM ACO-OFDM 自適應(yīng)調(diào)制 采樣時鐘同步 數(shù)字基帶系統(tǒng)設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-15
• 縮略語15-17
• 第1章 緒論17-23
• 1.1 論文研究背景17-21
• 1.1.1 可見光通信概述17-19
• 1.1.2 可見光通信中OFDM技術(shù)19-20
• 1.1.3 可見光OFDM中自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)20
• 1.1.4 可見光OFDM中采樣時鐘同步技術(shù)20-21
• 1.2 本文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排21-23
• 1.2.1 本文研究內(nèi)容21
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)安排21-23
• 第2章 常見可見光OFDM系統(tǒng)23-53
• 2.1 引言23-24
• 2.2 傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)原理24-28
• 2.2.1 OFDM系統(tǒng)模型24-26
• 2.2.2 OFDM系統(tǒng)的FFT實(shí)現(xiàn)26-27
• 2.2.3 OFDM系統(tǒng)收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)27-28
• 2.3 三種可見光OFDM系統(tǒng)模型28-38
• 2.3.1 DCO-OFDM系統(tǒng)模型及性能指標(biāo)28-31
• 2.3.2 ACO-OFDM系統(tǒng)模型及性能指標(biāo)31-34
• 2.3.3 PAM-DMT系統(tǒng)模型及性能指標(biāo)34-38
• 2.4 三種可見光OFDM系統(tǒng)仿真結(jié)果及性能比較38-50
• 2.4.1 三種可見光OFDM系統(tǒng)時域信號分析38-40
• 2.4.2 DCO-OFDM系統(tǒng)的最優(yōu)直流偏置分析40-45
• 2.4.3 ACO-OFDM與雙極性O(shè)FDM系統(tǒng)性能對比45-46
• 2.4.4 PAM-DMT與雙極性O(shè)FDM系統(tǒng)性能對比46-47
• 2.4.5 DCO-OFDM、ACO-OFDM、PAM-DMT系統(tǒng)性能對比47-50
• 2.5 本章小結(jié)50-53
• 第3章 可見光OFDM中自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)53-69
• 3.1 引言53
• 3.2 VLC信道53-58
• 3.2.1 信道模型53-55
• 3.2.2 仿真結(jié)果與分析55-58
• 3.3 DCO-OFDM系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)制58-61
• 3.4 ACO-OFDM系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)制61-63
• 3.5 仿真結(jié)果與分析63-67
• 3.5.1 DCO-OFDM仿真結(jié)果與分析63-65
• 3.5.2 ACO-OFDM仿真結(jié)果與分析65-67
• 3.5.3 DCO-OFDM和ACO-OFDM自適應(yīng)調(diào)制性能對比67
• 3.6 本章小結(jié)67-69
• 第4章 DCO-OFDM中采樣時鐘同步算法研究69-83
• 4.1 引言69
• 4.2 采樣時鐘同步問題模型69-73
• 4.2.1 起始定時誤差70-71
• 4.2.2 采樣頻率誤差71-73
• 4.3 采樣時鐘偏差影響73-77
• 4.3.1 起始定時誤差影響73-75
• 4.3.2 采樣頻率誤差影響75-77
• 4.4 頻域估計相位補(bǔ)償算法77-79
• 4.4.1 頻域估計相位補(bǔ)償算法77-78
• 4.4.2 改進(jìn)算法78-79
• 4.5 仿真結(jié)果與分析79-82
• 4.6 本章小結(jié)82-83
• 第5章 基于DCO-OFDM的VLC數(shù)字基帶系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)83-97
• 5.1 引言83-84
• 5.2 VLC數(shù)字基帶系統(tǒng)方案設(shè)計84-91
• 5.2.1 VLC系統(tǒng)基本方案84-86
• 5.2.2 VLC數(shù)字基帶系統(tǒng)主要參數(shù)86
• 5.2.3 主要模塊說明86-88
• 5.2.4 實(shí)測信道幅頻響應(yīng)88
• 5.2.5 浮點(diǎn)仿真88-89
• 5.2.6 定點(diǎn)仿真89-91
• 5.3 VLC數(shù)字基帶系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)91-93
• 5.4 VLC數(shù)字基帶系統(tǒng)測試93-94
• 5.4.1 時域信號波形93
• 5.4.2 VLC系統(tǒng)視頻及速率測試93-94
• 5.5 本章小結(jié)94-97
• 第6章 總結(jié)與展望97-101
• 6.1 全文工作總結(jié)97-98
• 6.2 未來研究展望98-101
• 參考文獻(xiàn)101-105
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與的科研項(xiàng)目105-107
• 致謝107

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1 李青俠;朱丹丹;;自適應(yīng)調(diào)制擴(kuò)頻技術(shù)[J];電信快報;2005年12期

2 程宇新;項(xiàng)海格;;自適應(yīng)調(diào)制混合ARQ系統(tǒng)中低時延冗余遞增策略的研究[J];電子與信息學(xué)報;2006年09期

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4 雷維嘉;郭旭靜;王換換;謝顯中;;采用噴泉碼和自適應(yīng)調(diào)制的多中繼傳輸機(jī)制[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報;2014年02期

5 王文靜,鐘章隊;采用自適應(yīng)調(diào)制的無線智能傳輸技術(shù)[J];移動通信;2001年01期

6 雷鳴,徐月善,蔡鵬,張平;自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng)在衰落信道中的性能分析[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報;2004年01期

7 方益明;杜陽;林如鋒;;兩用戶系統(tǒng)在常功率下自適應(yīng)調(diào)制的門限優(yōu)化[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2008年06期

8 楊德紅;;自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)在衰落信道中的應(yīng)用[J];才智;2010年05期

9 龔政委;張?zhí)?張t，

本文編號：756023