基于ofdm的室内可见光通信关键技术研究

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1、＇＇ＴｆｆＴＴＴＴ１—未经本论文作者的书面授枚，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进巧＾任何形式的复制、修改、发行Ｖ出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博＋学位论文原创性声明：，是本人化指导教师的指导下本人郑重声明所互交学位论文，独立进行研巧工作所取得的成果。除文中Ｕ经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本义的研究做出重耍巧献的个人和集体，均己在文中明确Ａ

2、式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；田期：２０１６年月円＾基于OFDM的室内可见光通信关键技术研究TheKeyTechnologyResearchofIndoorVisibleLightCommunicationsbasedonOFDM作者姓名：张天专业名称：电路与系统研究方向：可见光通信系统指导教师：郭树旭教授学位类别：工学博士培养单位：电子科学与工程学院论文答辩日期：2016年11月23日授予学位日期：2016年12月30日答辩委员会组成：姓名职称工作单位主席:乔双教授东北师范大学委员：曹军胜研究员中国

3、科学院长春光学精密机械与物理研究所迟学芬教授吉林大学王一丁教授吉林大学田小建教授吉林大学摘要基于LED的室内可见光通信技术（VLC）可以同时实现室内照明和无线通信功能，因此得到了国、内外科研工作者的广泛关注。由于VLC技术受限于LED芯片本身的低调制带宽和由多径效应诱发的码间干扰等问题，本文提出了一系列基于正交频分复用(OFDM)调制的可见光通信系统的改进方案。OFDM调制技术不仅可以实现高效的频谱利用率，还可以有效地对抗室内多径效应产生的码间干扰，进而保障了室内可见光通信系统的稳定性。在国家留学基金委的资助下，本文的部分实验工作是在英国诺森比亚大学Zab

4、ih(Fary)Ghassemlooy教授的光通信实验室完成的。本文主要工作总结如下：1．提出一种基于级联码和频域信道补偿的可见光O-OFDM系统。仿真结-3果显示，本文提出的方案相对于传统的O-OFDM系统，在相同的误码率10的条件下，可以获得~3dB的信噪比增益，保障了可见光通信系统对室内信道响应的鲁棒性。2.提出一种针对室内可见光通信系统非直射链路（NLOS）的自适应信道估计方案。由仿真的均方误差（MSE）和误码率（BER）结果可以看出，本文提出的自适应信道估计方案在高、低信噪比区间都具有很好的估计性能，特别是在高信噪比区间，基于正交匹配追踪（OMP

5、）的信道估计算法可以实现接收信号MSE的改进超过10dB，为NLOS链路下的室内可见光通信信道估计提供了一种新颖的设计方案。3.提出一种基于高斯模糊的O-OFDM系统的峰均值功率比（PAPR）抑制方案。仿真结果表明，对于高斯模糊处理后ACO-OFDM与理想的ACO-OFDM-4相比，在BER为10的情况下，应用OMP恢复算法，可以得到~6dB的PAPR改进，只需要~2dB额外SNR处罚，信号的重构误差低于0.1；对于DCO-OFDM-4信号，应用基追踪（BP）重构算法与理想的DCO-OFDM相比，在BER为10的情况下，SNR处罚小于0.1dB，从而为OF

6、DM系统的PAPR抑制问题提供了一种新的解决方案。4.提出一种基于PWM的O-OFDM混合调制方案。仿真和实验结果表明，I在相同的实验条件下，与传统的ACO-OFDM系统相比，本文提出的混合调制方案具有更低的PAPR、更高的亮度等级、更低的误码率和更强的抗LED非线性的能力，证明了OFDM-PWM的混合调制算法的优势和应用前景。关键词：可见光通信；正交频分复用；信道估计；峰均值功率比；脉冲宽度调制IIAbstractTheemergingwhiteLEDsbasedvisiblelightcommunicationstechnologyhasaroused

7、awidespreadconcernduetoitsspecialabilityofcombiningtheindoorilluminationandcommunicationtechnologytogether.SinceVLCtechnologyislimitedtoitslowmodulationbandwidthandmultipatheffectinducedISIissue,weproposedaseriesofimprovedschemeofVLCbasedonOFDMmodulation.TheOFDMtechnologyensuresth

8、estabilityofVLCsystemsduetoitsadv