室內(nèi)可見光通信調(diào)制算法研究.pdf

1、可見光通信是利用可見光波段進(jìn)行通信，它能解決現(xiàn)有頻譜資源稀缺的問題，同時(shí)又能消除電磁干擾和減少對人體的輻射。室內(nèi)可見光通信在照明的同時(shí)完成通信，不僅能夠節(jié)約能源，還避免了架設(shè)通信設(shè)備，對于不透光的室內(nèi)來說，還能夠?qū)崿F(xiàn)信息的安全保密傳輸。因此，室內(nèi)可見光通信成為了當(dāng)下通信發(fā)展的熱潮。
　　本文首先介紹了白光LED的特點(diǎn)，并討論了可見光傳統(tǒng)的調(diào)制方式。開關(guān)調(diào)制是最簡單可靠的調(diào)制方法，基于此本文介紹了可見光通信的硬件實(shí)現(xiàn)原理。脈沖調(diào)制包

2、括脈沖幅度調(diào)制、脈沖位置調(diào)制和脈沖寬度調(diào)制。脈沖調(diào)制相對于開關(guān)調(diào)制而言，能夠根據(jù)脈沖變化的多樣性增加傳輸速率。在室內(nèi)MIMO可見光通信模型基礎(chǔ)之上，本文介紹了解調(diào)算法，包括最大似然、對數(shù)似然比以及最大比合并檢測，并對前兩者進(jìn)行仿真比較，結(jié)果表明，兩者性能幾乎相同。
　　在基于MIMO的可見光通信系統(tǒng)中，不同信道之間具有高度相關(guān)性，因此通信的可靠性較低。為了改善系統(tǒng)的性能，本文首先比較了重復(fù)編碼、空間復(fù)用和空間調(diào)制這三種技術(shù)，仿真證

3、明空間調(diào)制具有最優(yōu)的性能，基于此提出了改進(jìn)的空間調(diào)制算法，在保持系統(tǒng)傳輸速率不變的情況下，將傳統(tǒng)空間調(diào)制中每時(shí)刻激活一根天線擴(kuò)展為兩根，并利用非均勻的能量分配準(zhǔn)則進(jìn)行調(diào)制，較好地克服了信道的高度相關(guān)問題。本文在在4×4信道下對算法的誤碼率進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明該算法在高信噪比下，系統(tǒng)的可靠性得到了顯著的提升。
　　要實(shí)現(xiàn)室內(nèi)照明的亮度可控，傳統(tǒng)的方法是改變每個(gè)包含信息傳遞時(shí)隙的脈沖大小。由于發(fā)射器件一般有最大脈沖限制范圍，亮度的提升

4、空間較小，因此可以通過調(diào)制未被利用的時(shí)隙的脈沖完成亮度的提升。基于上述原理，本文首先在SISO模型下，比較了現(xiàn)有的PPM平均調(diào)制和VMPPM調(diào)制的性能，實(shí)驗(yàn)證明VMPPM具有更好的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，本文提出了將脈沖幅度調(diào)制與VMPPM相結(jié)合的算法，既維持了其可靠性不變，又實(shí)現(xiàn)了亮度比例任意可調(diào)。接下來，本文將亮度控制應(yīng)用到室內(nèi)MIMO系統(tǒng)中，將亮度調(diào)制的時(shí)間概念轉(zhuǎn)化為空間概念，并對PPM平均調(diào)制和VMPPM進(jìn)行仿真比較。結(jié)果表明，在M