基于星座图概率整形的可见光通信研究

发布时间：2020-12-26 11:08

　　基于发光二极管（LED）的可见光通信（VLC）技术作为一种新兴的高速无线通信技术,频谱资源丰富且无需申请即可开通使用,适用于多种接入场景,无电磁干扰,绿色环保,高安全性,低成本,可同时实现照明和通信,受到广泛的关注。由于VLC系统使用的白光LED模拟带宽典型值仅有几兆赫兹,极大限制了VLC系统的可达信息速率（AIR）。虽然可以通过均衡技术和蓝光滤光片来提高LED调制带宽,或者使用高阶调制格式,例如高阶脉冲幅度调制（PAM）和正交频分复用（OFDM）技术可以部分提高AIR,但仍与VLC系统的香农容量有较大的差距。论文的主要研究内容包括:（1）建立VLC系统模型,采用基于确定性与修正蒙特卡洛联合的方法仿真分析了大小为5m×5m×3m的空间内,单发射机单接收机条件下的信道响应,验证VLC系统是一个带宽受限系统,采用多载波调制尤其是直流偏置光正交频分复用（DCO-OFDM）能够充分利用有限带宽以提高系统AIR。（2）通过广义互信息（GMI）及估计前向纠错码（FEC）开销的指标——归一化广义互信息（NGMI）,理论分析了星座图概率整形（PS）技术原理,利用蒙特卡洛模拟方法仿真计算了在最优概率分布... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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；（4）作为医院的无线通信系统[9]。如图1-2为室内 VLC 通信的应用场景示意图，LED 灯可以在照明的同时，为智能手机、笔记本电脑、高清电视以及空调等电器实现联网通信。图 1-2 室内 VLC 的应用场景但是，VLC 仍然面临着一系列制约其发展的问题[10]。其中，最重要的原因是白光LED 的调制带宽非常有限[11, 12]，利用蓝光激发黄色荧光粉产生白光的荧光 LED 仅具有大约几兆赫兹的模拟带宽。为了使用模拟带宽有限的 LED 来实现高速可见光通信，已经提出了如下几种技术：在接收机光电探测器之前加一个蓝色滤光片用于滤除慢响应的黄光成分[11]，使用预均衡和后均衡来增大调制带宽[13, 14]。但是

1948 年香农发表的论文“通信的数学理论”[33]首次用概率统析通信系统，为信息论奠定了基础。在该文中，香农证明了，假设 编码时，连续高斯信源分布可以达到 AWGN 信道的信道容量，后人。为了利用离散的调制格式逼近连续高斯分布，研究者们提出了星)。CS 技术又分为几何整形(GS)[34, 36]和概率整形(PS)[18-25]技术。GS 技，其星座图各符号出现的概率相同，但是距离不同，复平面中星座分布；PS 技术通常使用传统的 M-QAM 星座图，星座图中符号的间号出现的概率不同，中间概率高，外部概率低，以模拟高斯分布。G的星座图示意图如图 1-3 所示。由于 GS 技术存在以下几个缺点[37]：（条件，无法简单地计算出对应 GS 技术的星座点排布；（2）GS 技术规则，增大了数字信号处理(DSP)的复杂度。所以，GS 技术并不实广泛的是 PS 技术。

【参考文献】：
期刊论文
[1]系统仿真中任意概率分布的伪随机数研究[J]. 肖化昆.  计算机工程与设计. 2005(01)



本文编号：2939578