本文關(guān)鍵詞：可見光通信中的信道估計與符號同步的研究與實現(xiàn)

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【摘要】：可見光通信技術(shù)利用了可見光承載信號,具有實現(xiàn)簡單、對人體無輻射、成本低、兼顧通信和照明的雙重需求等傳統(tǒng)無線電通信技術(shù)不具備的優(yōu)點,因而成為近年來無線通信領(lǐng)域的研究熱點之一。本文研究了可見光通信系統(tǒng)的信道估計、訓(xùn)練序列的設(shè)計和符號同步問題,并完成了硬件試驗系統(tǒng)部分模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。主要工作如下：一、研究了可見光通信系統(tǒng)的信道估計算法。可見光OFDM信道估計算法可以從傳統(tǒng)的電域OFDM系統(tǒng)中的信道估計算法借鑒而來。其中包含了基本的頻域LS估計、LMMSE估計。時域包括時域的LS(ML)算法、時域LMMSE算法。提出了基于循環(huán)矩陣的時域LS算法等改進(jìn)算法,并對各種信道估計算法進(jìn)行了細(xì)致的分析和比較。此外,還對定時偏差和時鐘偏差對信道估計的影響進(jìn)行了研究。二、研究了可見光通信系統(tǒng)信道估計的訓(xùn)練序列設(shè)計。信道估計性能好壞不僅與估計算法有關(guān),也與所采用的訓(xùn)練序列有關(guān)。該問題被歸結(jié)為一個優(yōu)化問題。提出了將互熵優(yōu)化算法用于長訓(xùn)練序列設(shè)計,能夠在滿足功率約束條件下使得訓(xùn)練序列的峰均比最小(或接近最小)。三、研究了可見光通信系統(tǒng)的符號同步問題。OFDM系統(tǒng)中采樣時鐘偏差,定時偏差和載波頻偏對系統(tǒng)性能有一定影響。對于可見光OFDM系統(tǒng)而言,只存在采樣時鐘偏差和定時偏差,不存在載波頻偏。提出了對采樣時鐘偏差和定時偏差引起的QAM符號相位旋轉(zhuǎn)進(jìn)行補償?shù)膸追N算法。其中包括單符號估計補償、多符號估計補償和整幀估計補償?shù)人惴�。其中整幀估計補償在三種算法中具有最優(yōu)性。四、對可見光通信硬件試驗系統(tǒng)的信道估計等部分模塊進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn)。首先簡單介紹了定點化的基本理論和原理,然后給出了定點仿真和浮點仿真的系統(tǒng)性能差異。在此基礎(chǔ)上,還介紹了基于Xilinx Kintex 7 FPGA開發(fā)板的硬件實現(xiàn)部分的具體內(nèi)容。最后給出了模塊測試、發(fā)射機系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和發(fā)射機硬件資源消耗。
【關(guān)鍵詞】：可見光通信 信道估計 符號同步 硬件實現(xiàn)
【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5-6
• Abstract6-17
• 第一章 緒論17-29
• 1.1 研究背景17-19
• 1.2 可見光通信系統(tǒng)構(gòu)成19-20
• 1.3 器件特性與信道特性20-23
• 1.3.1 LED電光特性20
• 1.3.2 LED光強輻射特性20-21
• 1.3.3 PD光電特性21-23
• 1.3.4 信道特性23
• 1.4 調(diào)制技術(shù)23-25
• 1.5 信道估計與符號同步25-26
• 1.6 本論文的工作26-29
• 第二章 可見光OFDM通信系統(tǒng)的信道估計與均衡29-57
• 2.1 引言29
• 2.2 可見光OFDM系統(tǒng)模型29-31
• 2.3 基本的信道估計方法31-40
• 2.3.1 LS(ML)估計31-33
• 2.3.2 LMMSE估計33-36
• 2.3.3 基于DFT(DFT-based)的估計36-38
• 2.3.4 時域LS(ML)估計38-40
• 2.4 改進(jìn)的信道估計方法40-46
• 2.4.1 簡化的時域LS估計40-43
• 2.4.2 時域LMMSE估計43-44
• 2.4.3 基于變換域的估計44-46
• 2.5 存在STO和SCO的信道估計46-50
• 2.6 信道估計算法的比較和總結(jié)50-51
• 2.7 信道估計所用的仿真模型與參數(shù)51-52
• 2.8 均衡52-55
• 2.8.1 接收端均衡52-53
• 2.8.2 發(fā)送端數(shù)字預(yù)均衡(功率分配)53-55
• 2.9 本章小結(jié)55-57
• 第三章 可見光OFDM系統(tǒng)訓(xùn)練序列的設(shè)計57-67
• 3.1 引言57
• 3.2 訓(xùn)練序列的設(shè)計57-66
• 3.2.1 物理層幀結(jié)構(gòu)57-58
• 3.2.2 低PAPR長訓(xùn)練序列的設(shè)計58-66
• 3.3 本章小結(jié)66-67
• 第四章 可見光OFDM系統(tǒng)符號同步67-77
• 4.1 引言67
• 4.2 同步誤差對OFDM系統(tǒng)的影響67-69
• 4.3 相位旋轉(zhuǎn)補償算法69-75
• 4.3.1 單符號估計補償69-72
• 4.3.2 整幀聯(lián)合估計補償72-74
• 4.3.3 多符號估計補償74-75
• 4.4 幀檢測STO對信道CIR的影響75
• 4.5 本章小結(jié)75-77
• 第五章 可見光OFDM系統(tǒng)部分模塊的FPGA實現(xiàn)77-95
• 5.1 引言77
• 5.2 浮點程序的定點化77-81
• 5.3 定點與浮點仿真性能差異81-86
• 5.3.1 信道估計模塊定點方案確立81-83
• 5.3.2 長訓(xùn)練序列模塊定點方案確立83-84
• 5.3.3 OFDM時域信號生成模塊定點方案確立84
• 5.3.4 浮點定點鏈路仿真性能比較84-86
• 5.4 各模塊端口信號、結(jié)構(gòu)、時序86-93
• 5.4.1 信道估計模塊86-88
• 5.4.2 長訓(xùn)練序列模塊88-89
• 5.4.3 OFDM時域信號生成模塊89-91
• 5.4.4 擾碼/解擾碼模塊91
• 5.4.5 發(fā)射機基帶系統(tǒng)集成91-93
• 5.5 硬件資源消耗93
• 5.6 模塊測試與發(fā)射機系統(tǒng)聯(lián)調(diào)93
• 5.7 本章小結(jié)93-95
• 第六章 全文總結(jié)95-97
• 參考文獻(xiàn)97-103
• 作者攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果103

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄒明,張國平;純態(tài)糾纏源條件下密集編碼的信道容量比較[J];湖北民族學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年02期

2 王君;朱世華;王磊;;平坦衰落環(huán)境中多輸入多輸出系統(tǒng)衰落相關(guān)與信道容量研究[J];電子與信息學(xué)報;2006年02期

3 周四清;;一類小波域圖像乘性水印信道容量的計算[J];計算機工程與應(yīng)用;2006年35期

4 張遠(yuǎn)平;王雅;仲波;;二維受限編碼信道容量的分析[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2006年24期

5 田大鋼;;關(guān)于單位成本信道容量的注記[J];通信學(xué)報;2011年04期

6 鞏慧葉;張遠(yuǎn)平;李鵬;;二維非對稱受限編碼信道容量的證明[J];計算機工程與設(shè)計;2012年02期

7 彭紀(jì)綱;一類輸入受限碼信道容量的估算[J];華中工學(xué)院學(xué)報;1985年S3期

8 吳俊杰;;信道的容量:同一時間內(nèi)傳輸多組信號[J];中國信息技術(shù)教育;2014年17期

9 蔣麗珍,鄔良能,余虹;單模壓縮信道的糾纏輔助容量[J];中國計量學(xué)院學(xué)報;2004年02期

10 王君,朱世華,王磊;多輸入多輸出系統(tǒng)信道容量研究[J];電子與信息學(xué)報;2005年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 屠佳;蔡躍明;;雙向中繼對秩虧MIMO信道容量的影響[A];2009年通信理論與信號處理學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

2 周小林;方朝曦;;考慮陰影衰落的分布式多天線正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的信道容量研究[A];中國通信學(xué)會第五屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

3 劉寶妹;李琳;李正權(quán);;一種基于匙孔信道的空時網(wǎng)格編碼技術(shù)研究[A];第三屆全國虛擬儀器大會論文集[C];2008年

4 王謙;岳殿武;;具有同信道干擾的MIMO各態(tài)歷經(jīng)信道容量研究[A];2009通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十四屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

5 劉蕾蕾;洪偉;;視距傳輸下散射體對MIMO無線信道的影響[A];2007年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2007年

6 黃海燕;王秉中;;UWB室內(nèi)無線信道建模方法研究進(jìn)展[A];2009年全國天線年會論文集（下）[C];2009年

7 于曉燕;王加慶;楊綠溪;;基于PSAM的MIMO時間—頻率雙選擇性信道的信道估計[A];第十二屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-2005）論文集[C];2005年

8 樸大志;李啟虎;孫長瑜;;兩種典型淺海水聲MIMO信道容量的研究[A];2005年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

9 閆秋娜;岳殿武;;具有同信道干擾的MIMO系統(tǒng)信道容量研究綜述[A];中國電子學(xué)會第十五屆信息論學(xué)術(shù)年會暨第一屆全國網(wǎng)絡(luò)編碼學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2008年

10 崔燕妮;陸安現(xiàn);申東婭;;Rayleigh-Lognormal衰落MIMO信道容量的研究[A];2009年全國天線年會論文集（下）[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 ;DFS：有關(guān)802.11n的新話題[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2008年

2 陳代壽;MIMO提高信道容量[N];中國計算機報;2005年

3 王舒;MIMO：新一代移動通信核心技術(shù)[N];人民郵電;2006年

4 華為 劉方;802.11ac為WLAN帶來的六大變革[N];中國計算機報;2012年

5 ;VoIP向何處去[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2001年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 顧軍;多小區(qū)多用戶MIMO系統(tǒng)干擾對齊技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 Balla Moussa Coulibaly;寬帶與寬帶虛擬MIMO無線信道傳輸特性研究[D];華北電力大學(xué);2015年

3 任海英;干擾對齊在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

4 蒲旭敏;近距離多天線無線通信關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

5 董政;對稱α穩(wěn)定分布噪聲下稀疏雙選信道估計與編譯碼技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2013年

6 王妮娜;基于壓縮感知理論的無線多徑信道估計方法研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

7 周瑋;車輛對車輛無線衰落信道建模與仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

8 馮紹鵬;多天線OFDM無線通信系統(tǒng)中信道估計等問題的研究[D];北京郵電大學(xué);2007年

9 劉寅生;OFDM系統(tǒng)中基于面向判決的信道估計研究[D];北京交通大學(xué);2014年

10 李長青;UWB-OFDM系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 崔文娟;高移動場景下有限反饋信道研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 馮肖揚;WIMAX信道解碼系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

3 曲博;基于分簇的干擾對齊技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

4 程寧;室內(nèi)全雙工自干擾信道測量與建模[D];電子科技大學(xué);2014年

5 張志佼;多用戶空間相關(guān)MIMO信道容量研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

6 周濤;基于FPGA的線性干擾對齊通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

7 吳立新;多用戶中繼干擾信道中干擾對齊算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

8 付強;MIMO信道容量仿真分析與干擾信道編碼方案實現(xiàn)方法[D];西安電子科技大學(xué);2015年

9 呼樹同;基于MIMO的可見光通信的研究[D];北京交通大學(xué);2016年

10 戴錫平;MIMO-OFDM系統(tǒng)接收中信道估計技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2014年

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本文編號：884846