室内可见光通信系统均衡技术研究

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1、硕士学位论文室内可见光通信系统均衡技术研究RESEARCHONEQUALIZATIONTECHNOLOGIESFORINDOORVISIBLELIGHTCOMMUNICATIONSYSTEM刘茂才哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TN929.1学校代码：10213国际图书分类号：621.39密级：公开工程硕士学位论文室内可见光通信系统均衡技术研究硕士研究生：刘茂才导师：苏雁泳副教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN929.1U.D.C

2、:621.39DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONEQUALIZATIONTECHNOLOGIESFORINDOORVISIBLELIGHTCOMMUNICATIONSYSTEMCandidate：LiuMaocaiSupervisor：Asso.Prof.SuYanyongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectronicsandCommunicationEngineeringAffiliation：School

3、ofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要可见光通信(VLC)是近十几年来迅速发展起来的一种新型无线接入技术，由于其绿色环保、无需频谱认证、传输速率高等诸多优点已引起全球范围的一个研究热潮。然而，对于一个室内传输环境，VLC系统接收端收到的光信号中包含有直射光和多次反射光。反射光分量的存在将给系统带来多径时延，当系统传输速率较高时，会引起

4、码间串扰(ISI)的问题。本文主要针对可见光通信系统中出现的码间串扰问题，进行均衡技术的研究。文章首先介绍了可见光通信的基本原理及系统结构。在分析了多次反射冲击响应及接收端的时延扩展特性基础之上，研究了可见光通信系统的信道模型，指出码间串扰会使得系统误码性能变差。接着，针对可见光系统信道特性，详细阐述了几种常见的均衡方法。主要包括迫零均衡、最小均方误差(LMS)均衡、递归最小二乘(RLS)均衡以及基于判决反馈结构的最小均方误差均衡。研究表明：迫零均衡需要已知信道信息，不适用于时变信道；LMS均衡和RLS均衡虽然都可以自适应调整均衡器系数，但是LMS均衡需要发送较

5、多的训练序列，信息传输效率较低；RLS均衡算法存在不稳定的问题。因此，本文最后引入了一种新的可见光通信均衡技术，即人工神经网络(ANN)自适应均衡。文中把可见光通信中的均衡问题转化为神经网络中的二进制数“0”和“1”的分类问题，实现了二者的有机结合，并重点研究了基于神经网络的线性均衡和判决反馈均衡方法。理论分析和仿真结果表明：ANN自适应均衡只需要较少的训练序列就可以达到传统LMS均衡的效果。特别地，当系统传输速率达到700Mbit/s或者更高时，ANN自适应均衡表现出更优异的误码性能。新的均衡方法能更好的适应于复杂的可见光通信信道，提高系统的整体性能。关键词：

6、可见光通信；信道模型；自适应均衡；人工神经网络-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractVisiblelightcommunication(VLC)isanewwirelessaccesstechnologydevelopedinlastdecades.Thetechnologyhasanumberofadvantagessuchas:environmentfriendly,occupyingnoradiofrequencyspectrum,high-speeddatarateandsoon.Thus,ithasbeenahotspotissueall

7、overtheworld.However,foranindoortransmissionenvironment,thereceivedsignalcontainsbothdirectlightandmultiplereflectionlight,whichwillbringmulti-pathdelay,causingInterSymbolInterference(ISI)problemwhenthesystemtransmissionrateisveryhigh.Thispaperdoesaseriesofresearchonequalizationmetho

8、dtoovercomem