本文關(guān)鍵詞：室外可見光通信快速似然檢測技術(shù)研究與應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：可見光通信(Visible Light Communication,VLC)有效緩解了無線電頻譜緊張的矛盾,同時具有節(jié)能環(huán)保、安全健康和深度覆蓋等優(yōu)點。除了應用于室內(nèi)高速通信,可見光通信也被廣泛應用于汽車間通信、路燈與行人間通信、燈塔與船舶間通信等室外場景。室外可見光通信(Outdoor Visible Light Communication,OVLC)受大氣湍流、吸收等因素影響,造成光強隨機變化,嚴重影響其傳輸性能。本文重點研究室外可見光通信的信號設(shè)計與檢測算法,主要研究內(nèi)容和研究成果總結(jié)如下:1.針對室外可見光通信信道大氣環(huán)境復雜多變,影響因素眾多,對光信號造成隨機衰減的問題,提出了針對室外可見光通信的信道信號聯(lián)合快速盲似然檢測算法。分析了室外可見光通信大氣信道的特點,介紹了不同湍流條件下的典型信道模型。利用可見光信道和信號的特點,提出了針對室外可見光通信的信道信號聯(lián)合快速盲似然檢測算法。該算法對信號的平方和函數(shù)進行搜索,把信號窮搜索問題轉(zhuǎn)化為線性搜索問題,把聯(lián)合檢測算法的復雜度轉(zhuǎn)化為對信號排序的復雜度。為進一步降低算法的復雜度,通過利用判決函數(shù)為凸函數(shù)的特性,提出了改進的聯(lián)合盲似然檢測算法,將搜索的復雜度降低了一半。為解決聯(lián)合盲似然檢測算法存在的錯誤平板效應問題,提出了添加單比特非零訓練碼元和序列編碼等兩種方法來消除平板的方法。仿真表明,聯(lián)合快速盲似然檢測算法在信道估計準確程度、檢測性能方面均優(yōu)于現(xiàn)有的均值算法,所提的兩種方法均可以消除平板效應。2.針對實際系統(tǒng)對數(shù)據(jù)實時處理和低復雜度的要求,研究了基于單比特訓練的信號檢測方法,提出了雙門限的快速似然檢測算法。建立了基于單比特訓練的信號模型,分析系統(tǒng)模型中的噪聲特性,給出了ZF-ZF和ZF-ML兩種檢測方法,分析了接收信號關(guān)于發(fā)送信號的條件概率密度函數(shù),提出了雙門限的快速最大似然檢測方法。詳細推導了基于重復編碼的MISO系統(tǒng)采用ZF-ML檢測器時的誤碼率解析式,證明了ZF-ML檢測算法可以實現(xiàn)全分集。在光功率受限條件下,以誤碼率最小為準則,證明了誤碼率為訓練碼元功率與數(shù)據(jù)碼元功率的凸函數(shù),給出了訓練碼元和數(shù)據(jù)碼元的最優(yōu)功率分配方案;仿真表明,ZF-ML檢測算法的性能優(yōu)于ZF-ZF,且可以實現(xiàn)全分集,通過功率分配,信道的估計準確程度和系統(tǒng)的誤碼率得到了明顯的提升。3.設(shè)計并實現(xiàn)了50米10 Mbps的室外可見光通信傳輸系統(tǒng),驗證了聯(lián)合盲似然檢測算法和單比特訓練快速似然檢測算法在不同的環(huán)境下均具有較好的檢測性能。設(shè)計了室外可見光通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通道電路和光學前端。測量了LED的幅頻特性,利用預均衡算法對LED的低通性能進行補償,并在FPGA上進行了實現(xiàn)。在實際場景下,運用均值檢測算法、聯(lián)合盲似然檢測算法和基于單比特訓練的快速似然檢測算法進行了測試和比較,驗證了論文研究算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：室外可見光通信 似然檢測 單比特訓練 功率分配
【學位授予單位】：解放軍信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 符號說明12-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 研究歷史和現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 自由空間光通信發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 室內(nèi)可見光通信發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 室外可見光通信發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀的總結(jié)與分析18-19
• 1.3 本文主要工作19-23
• 第二章 室外可見光通信信道信號聯(lián)合快速盲似然檢測23-41
• 2.1 引言23
• 2.2 室外可見光信道的傳輸特性23-26
• 2.3 室外可見光通信典型編碼與檢測方法26-30
• 2.3.1 室外可見光通信典型編碼方法26-28
• 2.3.2 室外可見光通信典型檢測方法28-30
• 2.4 信道信號聯(lián)合快速盲似然檢測算法30-39
• 2.4.1 信道信號聯(lián)合盲似然檢測算法30-32
• 2.4.2 快速聯(lián)合盲似然檢測算法改進32-33
• 2.4.3 數(shù)值仿真33-39
• 2.5 本章小結(jié)39-41
• 第三章 室外可見光通信單比特訓練信號快速似然檢測41-61
• 3.1 引言41
• 3.2 室外可見光單比特訓練信號模型與快速似然檢測41-45
• 3.2.1 室外可見光單比特訓練信號模型41-42
• 3.2.2 室外可見光單比特訓練信號的ZF-ZF檢測42
• 3.2.3 室外可見光單比特訓練信號的ZF-ML檢測42-45
• 3.3 室外可見光信號ZF-ML性能分析與最優(yōu)功率分配45-56
• 3.3.1 室外可見光信號ZF-ML檢測的誤碼性能分析45-53
• 3.3.2 室外可見光信號ZF-ML檢測的分集性能分析53
• 3.3.3 室外可見光信號ZF-ML檢測的最優(yōu)功率分配53-56
• 3.4 數(shù)值仿真56-59
• 3.5 本章小結(jié)59-61
• 第四章 室外可見光通信傳輸系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)61-73
• 4.1 引言61
• 4.2 實驗系統(tǒng)設(shè)計61-65
• 4.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)61-63
• 4.2.2 電路設(shè)計63
• 4.2.3 光學前端63-65
• 4.3 實驗系統(tǒng)算法65-71
• 4.3.1 LED幅頻特性均衡算法65-69
• 4.3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與檢測算法69-71
• 4.4 實驗測試71-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 第五章 結(jié)束語73-75
• 一、全文總結(jié)73-74
• 二、展 望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-85
• 作者簡歷85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 遲楠;王源泉;王一光;黃星星;陸肖元;;Ultra-high-speed single red green blue light-emitting diode-based visible light communication system utilizing advanced modulation formats[J];Chinese Optics Letters;2014年01期

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3 駱宏圖;陳長纓;傅倩;趙惠珊;莫晨曉;;白光LED室內(nèi)可見光通信的關(guān)鍵技術(shù)[J];光通信技術(shù);2011年02期

4 余向東;沈常宇;王育紅;;影響自由空間光通信的幾個重要因素及解決方法[J];光通信技術(shù);2006年02期

  本文關(guān)鍵詞：室外可見光通信快速似然檢測技術(shù)研究與應用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：273483