可见光DCO-OFDM通信系统信道估计算法研究及其实现
本文选题:可见光通信 切入点:DCO-OFDM 出处:《东南大学》2017年硕士论文
【摘要】:可见光通信具有照明和同时实现高速数据通信的优势,因而成为近年来无线通信领域的研究热点之一。DCO-OFDM是可见光通信实现高速数据传输的主要调制方式,DCO-OFDM系统的信道估计是接收机的关键模块之一。本文对DCO-OFDM系统的信道估计问题进行了研究,主要研究内容如下:一、研究了可见光DCO-OFDM系统中基于导频的DFT信道估计算法。无虚载波的基于DFT算法准确度较高,改进了设定噪声阈值门限法进一步提高估计精度。对于应用在实际系统中存在虚载波的基于DFT算法,存在能量泄漏问题,分别采用补偿虚载波处信道值的重复边缘值法、部分子载波替换法及最优补偿DFT算法,也采用时域修正估计算法进行改进,性能都有所提升,并对算法进行了仿真分析。二、改进了基于可靠判决反馈的ML信道估计算法。基于可靠判决反馈的ML信道估计算法,将可靠性较高即BER较低的符号作为反馈的准导频,通过二次估计提高了估计精度,但是该算法在低信噪比时可靠的符号较少,性能并没有改善。针对此问题提出了基于可靠判决反馈的ML信道估计改进算法,在不同的信噪比情况下,设置不同的BER门限,使得在低信噪比时也有一定的反馈的准导频数,从而可以提高在低信噪比时的估计性能。三、改进了基于压缩感知的ROMP时域稀疏信道估计算法。研究了简单的贪婪类迭代算法,包括OMP算法、ROMP算法,OMP算法简单且准确度较高,而ROMP算法在正则化过程中存在的选择错误原子的可能性,针对此问题提出了改进算法。改进算法对正则化过程进行改进,减小正则化系数,并且选择平均能量最大的原子组而不是选择能量和最大的原子组,降低了选择错误原子的可能性,并进行仿真分析。四、对可见光DCO-OFDM系统中的信道估计模块进行硬件实现,采用Xilinx Kintex 7系列的FPGA开发板。介绍了 VLC系统整体架构的设计,确定了信道估计模块的定点方案,并比较定点与浮点仿真的性能差异,研究了信道估计模块的FPGA实现过程、包含子模块(ROM矩阵、乘法累加器、FFT模块)、端口信号及主要数据的时序,并在开发板上进行了测试。
[Abstract]:Visible light communication has the advantages of lighting and realizing high-speed data communication at the same time.In recent years, DCO-OFDM is one of the most important modulation methods for high-speed data transmission in visible light communication. The channel estimation of DCO-OFDM system is one of the key modules of receiver.In this paper, the channel estimation problem of DCO-OFDM system is studied. The main contents are as follows: first, the pilot based DFT channel estimation algorithm in visible light DCO-OFDM system is studied.The accuracy of the algorithm based on DFT without virtual carrier is high, and the noise threshold threshold method is improved to improve the estimation accuracy.For the problem of energy leakage based on DFT algorithm which has virtual carrier in practical system, the repetitive edge value method, partial subcarrier replacement method and optimal compensation DFT algorithm are used to compensate channel value at virtual carrier, respectively.Time domain modified estimation algorithm is also used to improve the performance, and the algorithm is simulated and analyzed.Secondly, the ML channel estimation algorithm based on reliable decision feedback is improved.In the ML channel estimation algorithm based on reliable decision feedback, the high reliability symbol, that is, the lower BER symbol, is taken as the quasi-pilot of the feedback, and the estimation accuracy is improved by quadratic estimation, but the reliable symbol is less when the signal-to-noise ratio is low.Performance has not improved.To solve this problem, an improved ML channel estimation algorithm based on reliable decision feedback is proposed. Under different SNR conditions, different BER thresholds are set, so that there is a certain number of quasi-pilots for feedback at low SNR.Therefore, the estimation performance can be improved at low signal-to-noise ratio (SNR).Thirdly, the ROMP time domain sparse channel estimation algorithm based on compressed sensing is improved.In this paper, a simple greedy class iterative algorithm is studied, including OMP algorithm, which is simple and accurate, while ROMP algorithm has the possibility of selecting wrong atoms in the regularization process, and an improved algorithm is proposed to solve this problem.The improved algorithm improves the regularization process, reduces the regularization coefficient, and selects the group of atoms with the highest average energy instead of the group of the largest energy and the largest group of atoms, which reduces the possibility of selecting the wrong atom and makes the simulation analysis.Fourthly, the channel estimation module in the visible light DCO-OFDM system is implemented by using the FPGA development board of Xilinx Kintex 7 series.This paper introduces the design of the overall architecture of VLC system, determines the fixed-point scheme of channel estimation module, compares the performance difference between fixed-point simulation and floating-point simulation, and studies the FPGA implementation process of channel estimation module, which includes sub-module and ROM matrix.The multiplicative accumulator and FFT module, the timing of port signal and main data are tested on the development board.
【学位授予单位】:东南大学
【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 金宁;李锡华;史济刚;;OFDM系统DCT/IDCT插值信道估计算法[J];浙江大学学报(理学版);2008年02期
2 吕子兴;张文杰;郭永;;多径情况下的信道估计算法[J];电子科技;2009年11期
3 许鹏;汪晋宽;祁峰;;改进的高效MIMO-OFDM系统EM信道估计算法[J];通信学报;2011年01期
4 吴进;;一种改进的直接判决信道估计算法研究[J];电视技术;2012年01期
5 杨知行,王军,潘长勇,杨林;地面数字电视广播的信道估计算法[J];电子学报;2002年09期
6 宋晓勤;胡爱群;李克;薛强;;用于多小区联合检测的高精度信道估计算法[J];通信学报;2008年02期
7 叶凌敏;仇洪冰;;MB-OFDM UWB系统中的信道估计算法研究[J];计算机仿真;2009年01期
8 林宏志;朱光喜;王德胜;苏钢;;正交频分复用系统中脉冲成型信道估计算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2009年02期
9 焦东立;朱立东;;一种基于压缩感知的信道估计算法[J];空间电子技术;2011年03期
10 韩艳春;刘红云;钟雪锋;;一种新的低复杂度信道估计算法[J];电讯技术;2012年04期
相关会议论文 前10条
1 陈玉静;黄帅;;一种基于频域的MIMO-OFDM系统稀疏信道估计算法[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
2 胡观华;李有明;;DSL中低复杂度的盲串音信道估计算法[A];浙江省电子学会2009学术年会论文集[C];2009年
3 丁旭;张韵农;李丹;;基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法综述[A];全国第21届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2010)暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C];2010年
4 王建明;赵春明;;智能天线中一种改进的自适应信道估计算法[A];2002’中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2002年
5 万蒙;;基于OFDM系统的信道估计算法的研究[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年
6 杨静;李洋;刘丹谱;;最大似然信道估计算法在UWB系统中的性能分析[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
7 高云;李晓松;刘文京;李绍胜;;一种改进的OFDM系统信道估计算法[A];全国第一届信号处理学术会议暨中国高科技产业化研究会信号处理分会筹备工作委员会第三次工作会议专刊[C];2007年
8 李志红;贺立红;吴建华;;宽带无线MIMO-OFDM系统信道估计算法研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
9 黄帅;朱卫平;孟庆民;;单载波块传输系统中稀疏信道估计算法研究[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年
10 张庆武;朱卫平;;无信号扰动误差的MIMO盲信道估计算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
相关博士学位论文 前7条
1 杨永立;OFDM系统非参数信道估计算法研究[D];华中科技大学;2009年
2 许鹏;适用于MIMO-OFDM系统的信道估计算法研究[D];东北大学;2011年
3 刘俊琳;OFDM系统高效接收方法的研究[D];中国科学技术大学;2006年
4 于华楠;基于压缩传感的无线通信系统信道估计研究[D];吉林大学;2012年
5 郭起霖;OFDM系统时变信道估计算法研究[D];北京邮电大学;2013年
6 赵俊义;MIMO-OFDM无线通信系统信道估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
7 于天航;非正交调制信号检测与信道估计技术研究[D];浙江大学;2017年
相关硕士学位论文 前10条
1 姜凯;基于门限处理的信道估计算法研究[D];天津理工大学;2013年
2 汪亚;MIMO-OFDM系统信道估计算法研究[D];西南交通大学;2015年
3 黄友丹;高移动环境下LTE上行信道估计仿真及DSP实现[D];西南交通大学;2015年
4 朱斌;高移动场景下OFDM系统信道估计技术仿真与DSP实现[D];西南交通大学;2015年
5 武鹏;分数傅里叶通信系统信道估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
6 胡倩;基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法的研究[D];电子科技大学;2015年
7 刘钰佳;MIMO-OFDM系统中的信道估计算法研究[D];华侨大学;2015年
8 李辉;基于向量空间投影的多用户MIMO-CDMA系统半盲信道估计算法[D];电子科技大学;2014年
9 刘国英;OFDM系统中基于FFT的信道估计算法的研究[D];东北大学;2013年
10 张本斌;基于NGB-W的同步与信道估计算法研究[D];南昌航空大学;2015年
,本文编号:1717929
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/1717929.html