【摘要】：近年來,隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展,移動通信用戶不斷增長,無線通信所占用的無線電波頻帶資源愈漸擁擠。光波的頻率更高、波長更短,具有頻帶寬、通信容量大、傳輸速率高、抗電磁干擾能力強和綠色環(huán)保等優(yōu)點,使得可見光通信成為當(dāng)前室內(nèi)短距離無線通信傳輸方案的研究熱點。本文針對室內(nèi)多色可見光通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究,主要包括HARQ技術(shù)和AMC技術(shù)。本文結(jié)合可見光信道的特性,選擇出適合的方案,且結(jié)合實測信道進行仿真,驗證了算法的性能。最后給出了室內(nèi)多色可見光通信演示系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)方案。首先,本文主要描述了可見光通信技術(shù)的研究背景。同時也對國內(nèi)與國外可見光通信的最新研究現(xiàn)狀進行了概述。接著對室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)進行介紹,簡述了可見光通信的基本原理,主要包括可見光通信的系統(tǒng)模型、發(fā)射電路和接收電路原理等,并介紹了室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的基本信道模型。進而給出了本文研究的基于DCO-OFDM的可見光通信系統(tǒng)原理和多色可見光通信系統(tǒng)原理。隨后,本文探討了室內(nèi)可見光通信HARQ技術(shù)方案。主要先介紹了 HARQ技術(shù),包括ARQ技術(shù)與FEC技術(shù)。接著研究了適合室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的HARQ方案,比較了兩種方案的差別。方案一是基于I型HARQ的可見光方案,方案二是基于Chase合并HARQ的可見光方案,并對兩個方案的性能進行仿真分析。結(jié)果表明:方案一相比于不使用HARQ的可見光通信系統(tǒng),FER性能更優(yōu),但通過率性能很接近。而方案二相比于方案一,充分利用接收到的信息,雖然增加了接收方緩存以及系統(tǒng)復(fù)雜度,但是傳輸性能大大提升。接著,本文研究了室內(nèi)可見光通信AMC技術(shù)方案。首先描述自適應(yīng)技術(shù)中的算法基礎(chǔ)和自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)的原理。接著對經(jīng)典的自適應(yīng)算法進行仿真對比分析。然后介紹了自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上提出了一種適用于可見光通信系統(tǒng)的AMC實現(xiàn)方案:基于SNR門限的改進的簡單分組AMC算法。結(jié)果表明:其相比于原先的簡單分組自適應(yīng)算法,雖然增加了一定的計算復(fù)雜度,但傳輸速率得到進一步的提升,系統(tǒng)性能也進一步提高。最后在室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)硬件平臺對方案進行驗證,驗證結(jié)果符合理論分析。最后,在前幾章可見光基本理論的基礎(chǔ)上,介紹了本課題的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)硬件演示平臺。首先,對室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的硬件平臺進行概述,包括平臺的整體框架模型。然后對室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的FPGA設(shè)計方案進行描述,主要描述了 FPGA發(fā)送與接收的各個基帶處理模塊的數(shù)據(jù)處理流程。最后對硬件演示平臺進行實物成果展示,介紹了各個硬件設(shè)備的型號和參數(shù)。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of mobile communication technology, mobile communication users continue to grow, wireless communication occupies more and more crowded radio frequency band resources. The light wave has the advantages of higher frequency, shorter wavelength, higher frequency bandwidth, larger communication capacity, higher transmission rate, stronger anti-electromagnetic interference ability and green environment protection, etc. It makes visible light communication become the research hotspot of indoor short-range wireless communication. This paper studies the key technologies of indoor multicolor visible light communication system, including HARQ technology and AMC technology. According to the characteristics of visible light channel, a suitable scheme is selected in this paper, and the performance of the algorithm is verified by the simulation of the measured channel. Finally, the FPGA implementation scheme of indoor multicolor visible light communication demonstration system is given. Firstly, this paper mainly describes the research background of visible light communication technology. At the same time, the latest research status of visible light communication at home and abroad is summarized. Secondly, the paper introduces the indoor visible light communication system, and introduces the basic principle of the visible light communication, including the system model of the visible light communication, the principle of the transmitting circuit and the receiving circuit, etc. The basic channel model of indoor visible light communication system is also introduced. The principle of visible light communication system based on DCO-OFDM and the principle of multicolor visible light communication system are presented. Then, this paper discusses the HARQ technology scheme of indoor visible light communication. This paper introduces HARQ technology, including ARQ technology and FEC technology. Then the HARQ scheme suitable for indoor visible light communication system is studied and the differences between the two schemes are compared. The first scheme is a visible light scheme based on type I HARQ and the other is a visible light scheme based on Chase merging HARQ. The performance of the two schemes is simulated and analyzed. The results show that the performance of the first scheme is better than that of the visible light communication system without HARQ, but the pass rate is very close. Compared with the first scheme, the second scheme makes full use of the received information. Although it increases the cache of the receiver and the complexity of the system, the transmission performance is greatly improved. Then, this paper studies the AMC technology scheme of indoor visible light communication. Firstly, the algorithm foundation of adaptive OFDM system and the principle of adaptive OFDM system are described. Then the classical adaptive algorithm is simulated and analyzed. Then the adaptive modulation coding (AMC) technology is introduced. On this basis, an AMC implementation scheme for visible light communication systems is proposed: an improved simple packet AMC algorithm based on SNR threshold. The results show that compared with the original simple packet adaptive algorithm, it increases the computational complexity, but the transmission rate is further improved and the system performance is further improved. Finally, the scheme is verified on the hardware platform of indoor visible light communication system, and the results agree with the theoretical analysis. Finally, based on the basic theory of visible light in the previous chapters, this paper introduces the hardware demonstration platform of indoor visible light communication system. Firstly, the hardware platform of indoor visible light communication system is summarized, including the whole frame model of the platform. Then it describes the FPGA design of indoor visible light communication system, mainly describes the data processing flow of each baseband processing module sent and received by FPGA. Finally, the hardware demonstration platform is presented, and the models and parameters of each hardware device are introduced.
【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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本文編號：2131972