可见光通信系统均衡技术研究

发布时间：2017-09-15 04:27

  本文关键词：可见光通信系统均衡技术研究

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【摘要】：基于LED的可见光通信因频谱资源丰富、没有许可限制、能量转换效率高和绿色安全等优点而成为近年来通信领域的研究热点。本文研究可见光通信中的均衡技术,全文工作如下：一、针对定向LOS和非定向LOS两种链路的可见光信道进行了研究。本文根据课题组LED可见光通信平台的实测结果,得到了定向LOS链路信道的冲激响应；利用光子追踪模型进行仿真并结合实测结果,得到了非定向LOS链路信道的冲激响应。二、针对定向LOS链路信道的时不变及低通特性,本文提出了模拟预均衡和数字预均衡两种方案,以扩展系统发送端的带宽。通过实测表明,模拟预均衡电路可将系统9MHz平坦带宽(3dB带宽)提升至26MHz,但信号幅度有所降低；在本文所设的仿真条件下,采用41阶FIR滤波器进行数字预均衡,可将系统3dB的9MHz带宽提升至74MHz,而且预均衡相比于后均衡,具有更好的抗噪声性能。三、针对非定向LOS链路信道的时变及多径特性,研究了带训练序列的自适应均衡技术,以减小系统接收端信号的码间干扰。其中,重点讨论了LMS自适应算法及前人提出的改进算法。鉴于箕舌线NLMS算法的参数无法根据信道环境的变化调整到最优的不足,并根据可见光信道环境变化相对缓慢的特性,提出了一种改进的NLMS算法。改进的NLMS算法在迭代初期采用变步长以加快收敛速度并提高调整精度,迭代后期则采用定步长以确保算法在训练序列结束时收敛到较小的稳态误差。仿真结果表明,改进的NLMS算法在不同信道环境下都具有更优的性能。四、在非定向LOS链路信道环境不是十分恶劣的情况下,研究了不带训练序列的盲均衡技术,以减小系统接收端信号的码间干扰,同时提高系统的带宽利用率。其中,重点讨论了基于Bussgang技术的盲均衡算法,并针对判决指向算法在信道环境较差时,会出现因迭代所用的当前误差不可靠而导致算法不收敛的情况,提出了一种改进的判决指向算法。改进算法通过停止当前误差不可靠时的迭代,增强了算法的盲收敛能力。仿真结果表明,在信道环境较差的情况下,改进算法的稳态均方误差远小于原算法。
【关键词】：可见光通信 可见光信道 预均衡 自适应均衡 盲均衡
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 缩略语13-15
• 第1章 绪论15-25
• 1.1 论文研究背景15-22
• 1.1.1 可见光通信技术概述15-18
• 1.1.2 可见光通信系统的信道建模18-19
• 1.1.3 均衡技术及其在可见光通信系统中的应用19-22
• 1.2 本文的研究工作及章节安排22-25
• 1.2.1 本文的研究工作22
• 1.2.2 章节安排22-25
• 第2章 可见光通信的信道25-43
• 2.1 引言25
• 2.2 可见光通信链路25-26
• 2.3 光电器件26-30
• 2.3.1 LED的基本特性27-29
• 2.3.2 PD的基本特性29-30
• 2.4 定向LOS链路的信道建模30-34
• 2.4.1 测量方法及硬件平台31-32
• 2.4.2 测量结果32-34
• 2.5 非定向LOS链路的信道建模34-40
• 2.5.1 光子追踪模型设计35-36
• 2.5.2 仿真及结果分析36-40
• 2.6 本章小结40-43
• 第3章 可见光通信定向LOS链路中的预均衡43-55
• 3.1 引言43
• 3.2 低通信道的系统特性43-45
• 3.2.1 码间干扰43-44
• 3.2.2 无码间干扰的条件44-45
• 3.2.3 预均衡与后均衡的差异45
• 3.3 模拟预均衡45-48
• 3.3.1 电路设计45-47
• 3.3.2 实测结果47-48
• 3.4 数字预均衡48-53
• 3.4.1 FIR滤波器原理48-49
• 3.4.2 仿真结果与分析49-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第4章 可见光通信非定向LOS链路中的自适应均衡55-73
• 4.1 引言55
• 4.2 自适应均衡器的结构55-58
• 4.2.1 线性横向均衡器56
• 4.2.2 判决反馈均衡器56-57
• 4.2.3 分数间隔均衡器57-58
• 4.3 LMS自适应均衡算法及仿真58-69
• 4.3.1 仿真系统58-59
• 4.3.2 基本LMS算法59-62
• 4.3.3 NLMS算法62-65
• 4.3.4 箕舌线NLMS算法65-66
• 4.3.5 改进的NLMS算法66-69
• 4.4 RLS自适应均衡算法及仿真69-71
• 4.5 本章小结71-73
• 第5章 可见光通信非定向LOS链路中的盲均衡73-83
• 5.1 引言73
• 5.2 盲均衡算法的分类73-74
• 5.3 Bussgang过程及算法74-76
• 5.3.1 Bussgang过程74-75
• 5.3.2 Bussgang算法75-76
• 5.4 基于Bussgang技术的盲均衡算法及仿真76-81
• 5.4.1 判决指向算法76-77
• 5.4.2 Sato算法77
• 5.4.3 Godard算法77-78
• 5.4.4 改进的判决指向算法78-79
• 5.4.5 仿真结果与分析79-81
• 5.5 本章小结81-83
• 第6章 总结与展望83-85
• 6.1 本文的研究成果83
• 6.2 进一步研究的方向83-85
• 参考文献85-91
• 硕士期间发表的学术论文及参与的科研项目91-93
• 致谢93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 顾玉娟;;无线光通信技术研究[J];数字通信世界;2007年04期

2 邓江波,侯新国,吴正国;基于箕舌线的变步长LMS自适应算法[J];数据采集与处理;2004年03期

3 梁启联，周正，刘泽民;盲均衡算法的发展综述[J];电路与系统学报;1996年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 胡国永;基于LED的可见光无线通信关键技术研究[D];暨南大学;2007年

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本文编号：854321