發(fā)布時(shí)間：2018-04-06 04:16

  本文選題：可見(jiàn)光通信　切入點(diǎn)：DCO-OFDM　出處：《東南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：可見(jiàn)光通信具有照明和同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信的優(yōu)勢(shì),因而成為近年來(lái)無(wú)線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。DCO-OFDM是可見(jiàn)光通信實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕�調(diào)制方式,DCO-OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)是接收機(jī)的關(guān)鍵模塊之一。本文對(duì)DCO-OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:一、研究了可見(jiàn)光DCO-OFDM系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻的DFT信道估計(jì)算法。無(wú)虛載波的基于DFT算法準(zhǔn)確度較高,改進(jìn)了設(shè)定噪聲閾值門(mén)限法進(jìn)一步提高估計(jì)精度。對(duì)于應(yīng)用在實(shí)際系統(tǒng)中存在虛載波的基于DFT算法,存在能量泄漏問(wèn)題,分別采用補(bǔ)償虛載波處信道值的重復(fù)邊緣值法、部分子載波替換法及最優(yōu)補(bǔ)償DFT算法,也采用時(shí)域修正估計(jì)算法進(jìn)行改進(jìn),性能都有所提升,并對(duì)算法進(jìn)行了仿真分析。二、改進(jìn)了基于可靠判決反饋的ML信道估計(jì)算法�；�于可靠判決反饋的ML信道估計(jì)算法,將可靠性較高即BER較低的符號(hào)作為反饋的準(zhǔn)導(dǎo)頻,通過(guò)二次估計(jì)提高了估計(jì)精度,但是該算法在低信噪比時(shí)可靠的符號(hào)較少,性能并沒(méi)有改善。針對(duì)此問(wèn)題提出了基于可靠判決反饋的ML信道估計(jì)改進(jìn)算法,在不同的信噪比情況下,設(shè)置不同的BER門(mén)限,使得在低信噪比時(shí)也有一定的反饋的準(zhǔn)導(dǎo)頻數(shù),從而可以提高在低信噪比時(shí)的估計(jì)性能。三、改進(jìn)了基于壓縮感知的ROMP時(shí)域稀疏信道估計(jì)算法。研究了簡(jiǎn)單的貪婪類(lèi)迭代算法,包括OMP算法、ROMP算法,OMP算法簡(jiǎn)單且準(zhǔn)確度較高,而ROMP算法在正則化過(guò)程中存在的選擇錯(cuò)誤原子的可能性,針對(duì)此問(wèn)題提出了改進(jìn)算法。改進(jìn)算法對(duì)正則化過(guò)程進(jìn)行改進(jìn),減小正則化系數(shù),并且選擇平均能量最大的原子組而不是選擇能量和最大的原子組,降低了選擇錯(cuò)誤原子的可能性,并進(jìn)行仿真分析。四、對(duì)可見(jiàn)光DCO-OFDM系統(tǒng)中的信道估計(jì)模塊進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn),采用Xilinx Kintex 7系列的FPGA開(kāi)發(fā)板。介紹了 VLC系統(tǒng)整體架構(gòu)的設(shè)計(jì),確定了信道估計(jì)模塊的定點(diǎn)方案,并比較定點(diǎn)與浮點(diǎn)仿真的性能差異,研究了信道估計(jì)模塊的FPGA實(shí)現(xiàn)過(guò)程、包含子模塊(ROM矩陣、乘法累加器、FFT模塊)、端口信號(hào)及主要數(shù)據(jù)的時(shí)序,并在開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行了測(cè)試。
[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.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.1

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本文編號(hào)：1717929