發(fā)布時間：2018-04-06 04:16

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

【摘要】：可見光通信具有照明和同時實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信的優(yōu)勢,因而成為近年來無線通信領(lǐng)域的研究熱點之一。DCO-OFDM是可見光通信實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕{(diào)制方式,DCO-OFDM系統(tǒng)的信道估計是接收機的關(guān)鍵模塊之一。本文對DCO-OFDM系統(tǒng)的信道估計問題進行了研究,主要研究內(nèi)容如下:一、研究了可見光DCO-OFDM系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻的DFT信道估計算法。無虛載波的基于DFT算法準確度較高,改進了設(shè)定噪聲閾值門限法進一步提高估計精度。對于應(yīng)用在實際系統(tǒng)中存在虛載波的基于DFT算法,存在能量泄漏問題,分別采用補償虛載波處信道值的重復(fù)邊緣值法、部分子載波替換法及最優(yōu)補償DFT算法,也采用時域修正估計算法進行改進,性能都有所提升,并對算法進行了仿真分析。二、改進了基于可靠判決反饋的ML信道估計算法�；诳煽颗袥Q反饋的ML信道估計算法,將可靠性較高即BER較低的符號作為反饋的準導(dǎo)頻,通過二次估計提高了估計精度,但是該算法在低信噪比時可靠的符號較少,性能并沒有改善。針對此問題提出了基于可靠判決反饋的ML信道估計改進算法,在不同的信噪比情況下,設(shè)置不同的BER門限,使得在低信噪比時也有一定的反饋的準導(dǎo)頻數(shù),從而可以提高在低信噪比時的估計性能。三、改進了基于壓縮感知的ROMP時域稀疏信道估計算法。研究了簡單的貪婪類迭代算法,包括OMP算法、ROMP算法,OMP算法簡單且準確度較高,而ROMP算法在正則化過程中存在的選擇錯誤原子的可能性,針對此問題提出了改進算法。改進算法對正則化過程進行改進,減小正則化系數(shù),并且選擇平均能量最大的原子組而不是選擇能量和最大的原子組,降低了選擇錯誤原子的可能性,并進行仿真分析。四、對可見光DCO-OFDM系統(tǒng)中的信道估計模塊進行硬件實現(xiàn),采用Xilinx Kintex 7系列的FPGA開發(fā)板。介紹了 VLC系統(tǒng)整體架構(gòu)的設(shè)計,確定了信道估計模塊的定點方案,并比較定點與浮點仿真的性能差異,研究了信道估計模塊的FPGA實現(xiàn)過程、包含子模塊(ROM矩陣、乘法累加器、FFT模塊)、端口信號及主要數(shù)據(jù)的時序,并在開發(fā)板上進行了測試。
[Abstract]:Visible light communication has the advantages of lighting and realizing high-speed data communication at the same time.In recent years, DCO-OFDM is one of the most important modulation methods for high-speed data transmission in visible light communication. The channel estimation of DCO-OFDM system is one of the key modules of receiver.In this paper, the channel estimation problem of DCO-OFDM system is studied. The main contents are as follows: first, the pilot based DFT channel estimation algorithm in visible light DCO-OFDM system is studied.The accuracy of the algorithm based on DFT without virtual carrier is high, and the noise threshold threshold method is improved to improve the estimation accuracy.For the problem of energy leakage based on DFT algorithm which has virtual carrier in practical system, the repetitive edge value method, partial subcarrier replacement method and optimal compensation DFT algorithm are used to compensate channel value at virtual carrier, respectively.Time domain modified estimation algorithm is also used to improve the performance, and the algorithm is simulated and analyzed.Secondly, the ML channel estimation algorithm based on reliable decision feedback is improved.In the ML channel estimation algorithm based on reliable decision feedback, the high reliability symbol, that is, the lower BER symbol, is taken as the quasi-pilot of the feedback, and the estimation accuracy is improved by quadratic estimation, but the reliable symbol is less when the signal-to-noise ratio is low.Performance has not improved.To solve this problem, an improved ML channel estimation algorithm based on reliable decision feedback is proposed. Under different SNR conditions, different BER thresholds are set, so that there is a certain number of quasi-pilots for feedback at low SNR.Therefore, the estimation performance can be improved at low signal-to-noise ratio (SNR).Thirdly, the ROMP time domain sparse channel estimation algorithm based on compressed sensing is improved.In this paper, a simple greedy class iterative algorithm is studied, including OMP algorithm, which is simple and accurate, while ROMP algorithm has the possibility of selecting wrong atoms in the regularization process, and an improved algorithm is proposed to solve this problem.The improved algorithm improves the regularization process, reduces the regularization coefficient, and selects the group of atoms with the highest average energy instead of the group of the largest energy and the largest group of atoms, which reduces the possibility of selecting the wrong atom and makes the simulation analysis.Fourthly, the channel estimation module in the visible light DCO-OFDM system is implemented by using the FPGA development board of Xilinx Kintex 7 series.This paper introduces the design of the overall architecture of VLC system, determines the fixed-point scheme of channel estimation module, compares the performance difference between fixed-point simulation and floating-point simulation, and studies the FPGA implementation process of channel estimation module, which includes sub-module and ROM matrix.The multiplicative accumulator and FFT module, the timing of port signal and main data are tested on the development board.
【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】：2017
【分類號】：TN929.1

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