当前位置:主页 > 科技论文 > 信息工程论文 >

可见光通信中的天线布局研究

发布时间:2018-03-18 06:41

  本文选题:可见光通信 切入点:多输入多输出 出处:《北京交通大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:为了提高系统容量,研究人员在可见光通信(VLC)中引入了多输入多输出(MIMO)技术。但是,MIMO技术在提高信道容量的同时,也带来了信道间干扰,使得MIMOVLC系统的性能严重恶化。信道间干扰易受信道传输矩阵的影响,而信道传输矩阵又与天线参数密切相关。因此,本文通过调整可见光通信中的天线参数优化了 MIMO VLC系统的性能。在已有的VLC天线布局研究中,仅考虑了接收端天线在室内中心处的情况。但在实际应用中,接收端天线可能遍布在房间的各个位置。因此,本文将接收端天线由室内中心处拓展到了整个室内平面,对比分析了几种圆形布局和格点型布局在整个室内平面上的信道容量分布特点。仿真结果表明,MIMOVLC系统的信道容量不仅与发光二极管(LED)之间的间距和光电检测器(PD)之间的间距有关,而且与天线摆放的位置有关。另外,在格点型布局中,信道容量的分布特性还与天线布局有关,而在圆形布局中与之无关。同时仿真结果也表明,室内中心处的MIMO信道中存在着较大的信道间干扰。为了减小或消除信道间的串扰,本文在发射端引入了两种功率分配方案。两种方案均基于保持总发射功率不变,调整各个天线之间的功率分配比例的思想。之后将两种方案分别应用于正方形9×9系统和三角形10×10系统,分析了功率分配对系统性能的影响。仿真结果表明,两种功率分配方案均能不同程度地抑制系统的性能缺陷。第一种方案能够减小信道容量曲线的波动程度,但是并不能完全抵制系统的恶化。相比之下,第二种方案优化之后的系统,其信道容量曲线更加平滑且系统容量值更大。Monte Carlo方法是一种计算精度非常高的数值计算方法,但是需要大量的样本来估计随机变量的期望值,因而计算量巨大。针对计算精度和计算量之间矛盾的问题,本文引入了 "解析法"来计算信道容量。该方法首先推导了互信息的渐近表达式,进而求解出互信息的最大值,即信道容量。然后为了验证解析法的可行性,本文利用解析法仿真计算了正方形8×8系统和三角形10×10系统的信道容量曲线并与MonteCarlo法加以比较。仿真结果表明,当SNR变化时,解析法能够计算出信道容量的变化趋势以及最大值,并且明显地减小系统的平均运行时间。从而为求解信道容量提供了一种新的并且计算量小的计算方法。
[Abstract]:In order to improve the capacity of the system, researchers have introduced the multi-input and multi-output MIMO-technology into VLC, but the MIMO technology not only improves the channel capacity, but also brings inter-channel interference. The performance of MIMOVLC system is seriously deteriorated. Interchannel interference is vulnerable to the influence of channel transmission matrix, which is closely related to antenna parameters. In this paper, the performance of MIMO VLC system is optimized by adjusting the antenna parameters in visible light communication. In the existing research of VLC antenna layout, only the situation of receiving antenna in the center of the room is considered. The receiver antenna may be located in all parts of the room. Therefore, this paper extends the receiver antenna from the center of the room to the whole indoor plane. The channel capacity distribution characteristics of several circular and lattice configurations on the whole indoor plane are compared and analyzed. The simulation results show that the channel capacity of the MIMOVLC system is not only the distance between the channel capacity and the LED and the PDD). The distance between them is related, In addition, in the lattice layout, the channel capacity distribution is also related to the antenna layout, but not in the circular layout. The simulation results also show that, In order to reduce or eliminate the crosstalk between channels, two power allocation schemes are introduced in this paper. Both schemes are based on keeping the total transmit power unchanged. The idea of adjusting the power distribution ratio between different antennas is presented. Then, two schemes are applied to square 9 脳 9 system and triangular 10 脳 10 system respectively. The influence of power allocation on system performance is analyzed. The simulation results show that, The first scheme can reduce the fluctuation of the channel capacity curve, but it can not resist the deterioration of the system completely. After the second scheme is optimized, the channel capacity curve is smoother and the system capacity is larger. The Monte Carlo method is a very accurate numerical method, but a large number of samples are needed to estimate the expected value of random variables. In this paper, the analytical method is introduced to calculate the channel capacity. In this method, the asymptotic expression of mutual information is derived, and the maximum value of mutual information is obtained. In order to verify the feasibility of the analytical method, the channel capacity curves of the square 8 脳 8 system and the triangular 10 脳 10 system are simulated and compared with the MonteCarlo method. The simulation results show that, when the SNR changes, The analytical method can calculate the variation trend and maximum value of channel capacity, and obviously reduce the average operating time of the system, thus providing a new and less computational method for solving the channel capacity.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 胡钧桂;面向未来 迎接挑战──为建所30周年《光通信技术》专刊致辞[J];光通信技术;2001年03期

2 ;日本开发最新光通信技术系统[J];科技广场;2002年06期

3 ;第二\G光通信技术与市场研讨暨展览会[J];通信世界;2003年31期

4 郭中华;2003年光通信技术发展与应用展望[J];通讯世界;2003年01期

5 ;第三届中国光通信技术与市场研讨会召开[J];电力系统通信;2003年10期

6 日通;长距离光通信技术[J];军民两用技术与产品;2003年12期

7 Larry DesJardin;不断演进的光通信技术[J];电子设计应用;2004年02期

8 W.TX;世界最快光通信技术[J];军民两用技术与产品;2004年06期

9 ;第三届光通信技术与市场发展研讨会[J];通信世界;2004年25期

10 ;第三届光通信技术与市场发展研讨会[J];通信世界;2004年35期

相关会议论文 前10条

1 都明;尧长青;冯涛;;浅谈40G光通信[A];四川省通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年

2 李明宇;阎春生;胡海洋;;光通信实习教学改革建议[A];2006-2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会第三次会议暨教学改革研讨会论文集[C];2008年

3 张阿平;高少锐;何赛灵;;光通信技术课程教学探讨[A];2006-2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会2010年全体会议论文集[C];2010年

4 毛谦;;光通信技术和网络的现状及其发展[A];武汉市首届学术年会通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年

5 韦乐平;;40G光通信技术与下一代干线光纤的发展[A];四川省通信学会2003年有线通信技术交流会资料汇集[C];2003年

6 李番;邬双阳;张文平;;星地光通信地面接收技术研究[A];鲁豫赣黑苏五省光学(激光)学会2011学术年会论文摘要集[C];2011年

7 蒋丽娟;朱道伟;;无纤光通信技术及其应用[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年

8 韦乐平;;光通信技术的发展趋势和展望[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年

9 谢征;吴国锋;;移动大气光通信新慨念[A];2007年全国第十六届十三省(市)光学学术会议论文集[C];2007年

10 郑大永;乐彤惠;;光通信技术的发展概述[A];四川省通信学会1999年学术年会论文集[C];1999年

相关重要报纸文章 前10条

1 方新洲;日本利用航标灯实施可见光通信[N];中国船舶报;2008年

2 安吉;贝尔实验室最新成果助力未来光通信发展[N];科技日报;2013年

3 本报记者 姚传富;光通信技术依然朝霞满天[N];人民邮电;2013年

4 记者 叶青 通讯员 罗廷;广东率先成立联盟 攻关可见光通信技术[N];广东科技报;2014年

5 记者 叶青 通讯员 罗廷;可见光通信技术可减少人体电磁损害[N];广东科技报;2014年

6 陈汉林;烽火通信与四川省电力公司举行光通信技术交流会[N];西南电力报;2000年

7 记者 于尚民;金融风暴点燃光通信?[N];通信产业报;2008年

8 本报记者 范毅波;日立携手北邮 研发光通信技术[N];网络世界;2005年

9 刘霞;可见光通信技术有望取代无线保真技术[N];科技日报;2011年

10 杞人;广东加快推进可见光通信技术产业化[N];科技日报;2014年

相关博士学位论文 前9条

1 李建锋;高速可见光通信的调制关键技术研究[D];北京邮电大学;2015年

2 李杨;自由空间保密光通信关键技术研究[D];中国科学技术大学;2016年

3 栾新源;基于LED可见光通信的室内定位关键技术研究[D];上海大学;2016年

4 张天;基于OFDM的室内可见光通信关键技术研究[D];吉林大学;2016年

5 俞建杰;卫星光通信光学系统优化设计及性能评测方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

6 薛正燕;卫星光通信捕获跟踪技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2015年

7 丁举鹏;可见光通信室内信道建模及性能优化[D];北京邮电大学;2013年

8 何胜阳;室内可见光通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

9 罗彤;星间光通信ATP中捕获,,跟踪技术研究[D];电子科技大学;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 代好;面向射频和可见光通信的三维空间键控系统[D];大连海事大学;2015年

2 陈明方;基于可见光通信的车辆身份识别系统关键技术研究[D];西南交通大学;2015年

3 徐殿维;基于白光LED的双向无线光通信及纠错方法的实验研究[D];黑龙江大学;2015年

4 张坤;基于激光二极管的可见光通信技术研究和硬件设计[D];南京航空航天大学;2014年

5 秦小翔;基于LED灯的光通信技术研究[D];河北科技大学;2015年

6 方勋;水下高速LED光通信技术研究[D];杭州电子科技大学;2015年

7 樊立鹏;基于可见光的ARM平台网络接入系统设计[D];南京邮电大学;2015年

8 吴波;基于可见光通信的无线门禁系统设计与实现[D];南京邮电大学;2015年

9 张俊;可见光通信OFDM系统非线性失真抑制方法研究[D];解放军信息工程大学;2015年

10 沈芮;可见光定位技术及光源阵列布局优化研究[D];解放军信息工程大学;2014年



本文编号:1628423

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1628423.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户bec9c***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com