可见光通信多载波系统峰均功率比和LED非线性失真抑制方法研究
发布时间：2022-01-26 23:38
现代社会对移动数据的高速传输提出了更高的要求,同时射频通信中的频谱资源正面临严重的紧缺。在亟需解决频谱资源受限的背景下,可见光通信（Visible Light Communications,VLC）技术被提出并获得了广泛的关注。VLC将照明发光二极管（Light Emitting Diodes,LEDs）作为系统发射端,能够在不占用射频频段的情况下,完成数据的高速传输。然而,由于LED限制带宽和非线性失真特性的存在,可见光通信系统仍面临着诸多挑战。本文在单极性非对称限幅光正交频分复用（Unipolar Asymmetrically Clipped Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,UACO-OFDM）技术的基础上进行改进,提出了增强型UACO-OFDM技术。通过对UACO-OFDM的信号结构进行详细分析,合理利用UACO-OFDM高层叠加信号的结构特点,增加接收判决操作,提升了高层信号的恢复性能。之后,对UACO-OFDM各层信号的功率分配方案进行了改进,有效降低了系统总体误比特率（Bit Error Rate,BER...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LED非线性特性
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-18-电流(A)图2-7引入数据手册数据后的建模结果这种建模方式充分考虑了LED伏安特性曲线底部以及顶部的非线性区间。利用这种此方式可以很好地描述出LED伏安特性曲线在底部以及顶部的非线性程度，更加符合实际情况。但是这种建模方式需要借助于LED数据手册中的实测数据或需要进行实际实验测量。由于每个型号LED灯的伏安特性都不相同，需要对不同LED灯的数据进行拟合以获得拟合多项式函数。这会使得整个建模过程很繁琐。因此，需要找到一种简单且具有普遍性的建模方式。针对于这一问题，借鉴射频通信系统中的振幅失真模型（AmplitudeDistortionModel,ADM）[56,57]，将其用于LED的非线性建模，其建模过程如下。利用ADM模型获得伏安特性函数LEDf(v)：LEDLEDLEDLED(1),()()1,bbpvpvbtrpvinbbtreevvvfvvvbevvv(2-16)式中p——控制底部非线性程度的拐点因子；——用于控制曲线线性部分的斜率；bv——偏置电压参数；b——调节参数，1trpvtrbev；trv——电压门限（V），用于区分线性和非线性区域。将新获得的伏安特性函数LEDf(v)带入到公式（2-14）中获得模型曲线。确定LED开启电压和最大工作电流等工作参数，将上一步得到的模型曲线进行平移处理完成建模过程，建模结果如图2-8所示。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-19-图2-8建模结果对比通过图2-8的对比曲线我们可以看到，利用ADM对LED非线性特性的建模结果与利用实际数据的建模结果能够较好地贴近。这种建模方式考虑到了LED非线性曲线顶部以及底部都存在的非线性区间的实际情况。并且这种建模方式实现简单，更具有普遍性。针对于不同型号的LED，可以通过改变伏安特性函数中的参数对仿真曲线进行调节以达到拟合的目的，使得LED非线性建模的过程得到了简化。2.6本章小结本章首先介绍了可见光系统的信道特性及模型；然后，重点阐述了基于OFDM的VLC系统的实现原理并介绍了几种常用的光OFDM调制技术。最后，分析了LED固有的非线性特性以及其对系统性能的影响，并针对目前LED非线性的建模方式进行了介绍和改进。为第三章eUACO-OFDM调制技术和第四章LED非线性失真和峰均功率比抑制方法的提出奠定了研究基矗
【参考文献】：
期刊论文
[1]可见光通信单极性非对称限幅光OFDM技术研究[J]. 路明丽,于宏毅,仵国锋. 光电子·激光. 2017(09)
[2]Modulation Techniques for Li-Fi[J]. Mohamed Sufyan Islim,Harald Haas. ZTE Communications. 2016(02)
博士论文
[1]可见光通信系统中的OFDM调制技术研究[D]. 杨洋.北京邮电大学 2018
[2]基于照明LED的室内高速可见光通信关键技术研究[D]. 余冰雁.清华大学 2015
[3]室内可见光通信系统关键技术研究[D]. 何胜阳.哈尔滨工业大学 2013
[4]宽带无线OFDM系统中降低峰均功率比的研究[D]. 朱晓东.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]可见光通信高速叠加OFDM调制技术研究[D]. 路明丽.解放军信息工程大学 2017
[2]室内可见光通信DCO-OFDM系统的研究[D]. 凌昕彤.东南大学 2015
[3]可见光通信OFDM系统非线性失真抑制方法研究[D]. 张俊.解放军信息工程大学 2015
[4]基于OFDM的可见光通信系统中非线性失真抑制技术研究[D]. 陆庆峰.解放军信息工程大学 2014
[5]OFDM可见光通信中改善非线性失真的理论与方法研究[D]. 孙益.中南大学 2013
本文编号：3611332
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LED非线性特性
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-18-电流(A)图2-7引入数据手册数据后的建模结果这种建模方式充分考虑了LED伏安特性曲线底部以及顶部的非线性区间。利用这种此方式可以很好地描述出LED伏安特性曲线在底部以及顶部的非线性程度，更加符合实际情况。但是这种建模方式需要借助于LED数据手册中的实测数据或需要进行实际实验测量。由于每个型号LED灯的伏安特性都不相同，需要对不同LED灯的数据进行拟合以获得拟合多项式函数。这会使得整个建模过程很繁琐。因此，需要找到一种简单且具有普遍性的建模方式。针对于这一问题，借鉴射频通信系统中的振幅失真模型（AmplitudeDistortionModel,ADM）[56,57]，将其用于LED的非线性建模，其建模过程如下。利用ADM模型获得伏安特性函数LEDf(v)：LEDLEDLEDLED(1),()()1,bbpvpvbtrpvinbbtreevvvfvvvbevvv(2-16)式中p——控制底部非线性程度的拐点因子；——用于控制曲线线性部分的斜率；bv——偏置电压参数；b——调节参数，1trpvtrbev；trv——电压门限（V），用于区分线性和非线性区域。将新获得的伏安特性函数LEDf(v)带入到公式（2-14）中获得模型曲线。确定LED开启电压和最大工作电流等工作参数，将上一步得到的模型曲线进行平移处理完成建模过程，建模结果如图2-8所示。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-19-图2-8建模结果对比通过图2-8的对比曲线我们可以看到，利用ADM对LED非线性特性的建模结果与利用实际数据的建模结果能够较好地贴近。这种建模方式考虑到了LED非线性曲线顶部以及底部都存在的非线性区间的实际情况。并且这种建模方式实现简单，更具有普遍性。针对于不同型号的LED，可以通过改变伏安特性函数中的参数对仿真曲线进行调节以达到拟合的目的，使得LED非线性建模的过程得到了简化。2.6本章小结本章首先介绍了可见光系统的信道特性及模型；然后，重点阐述了基于OFDM的VLC系统的实现原理并介绍了几种常用的光OFDM调制技术。最后，分析了LED固有的非线性特性以及其对系统性能的影响，并针对目前LED非线性的建模方式进行了介绍和改进。为第三章eUACO-OFDM调制技术和第四章LED非线性失真和峰均功率比抑制方法的提出奠定了研究基矗
【参考文献】：
期刊论文
[1]可见光通信单极性非对称限幅光OFDM技术研究[J]. 路明丽,于宏毅,仵国锋. 光电子·激光. 2017(09)
[2]Modulation Techniques for Li-Fi[J]. Mohamed Sufyan Islim,Harald Haas. ZTE Communications. 2016(02)
博士论文
[1]可见光通信系统中的OFDM调制技术研究[D]. 杨洋.北京邮电大学 2018
[2]基于照明LED的室内高速可见光通信关键技术研究[D]. 余冰雁.清华大学 2015
[3]室内可见光通信系统关键技术研究[D]. 何胜阳.哈尔滨工业大学 2013
[4]宽带无线OFDM系统中降低峰均功率比的研究[D]. 朱晓东.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]可见光通信高速叠加OFDM调制技术研究[D]. 路明丽.解放军信息工程大学 2017
[2]室内可见光通信DCO-OFDM系统的研究[D]. 凌昕彤.东南大学 2015
[3]可见光通信OFDM系统非线性失真抑制方法研究[D]. 张俊.解放军信息工程大学 2015
[4]基于OFDM的可见光通信系统中非线性失真抑制技术研究[D]. 陆庆峰.解放军信息工程大学 2014
[5]OFDM可见光通信中改善非线性失真的理论与方法研究[D]. 孙益.中南大学 2013
本文编号：3611332
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