可見光通信中的PPM編碼調制技術.pdf

1、近年來，無線通信的發(fā)展受到了諸多的限制，如頻譜資源的短缺，電磁輻射對人體的危害等。而隨著發(fā)光二極管(LED)技術的不斷發(fā)展和在現代家庭中的普遍使用，與之對應的使用LED燈進行數據傳輸的室內可見光通信技術因此受到了極大的關注?？梢姽馔ㄐ偶夹g具有頻譜資源豐富，綠色安全，能量轉化率高等諸多優(yōu)點，對于實現室內高速綠色通信具有重要的研究價值。本文主要著眼于室內可見光通信系統(tǒng)中的編碼調制技術，側重于優(yōu)化系統(tǒng)的性能。
　　首先，本文介紹了可見光

2、通信中基本的理論知識，包括通信系統(tǒng)結構，調制技術和信道編碼技術。一個可見光通信系統(tǒng)包含發(fā)送端和接收端，它們又分別包含調制/解調，編碼/解碼等模塊。針對調制技術，我們對常用的OOK、PPM、MPPM等調制技術進行了分析和比較，并重點介紹了MPPM軟解調的輸出對數似然比計算。信道編碼也是通信系統(tǒng)中不可或缺的部分，LDPC碼具有近香農限的優(yōu)異性能、較低的誤碼平臺、吞吐量大等優(yōu)點，因此我們主要介紹LDPC碼。針對LDPC碼，本論文重點闡述了它的

3、譯碼算法。
　　其次，本文對基于LDPC碼編碼的MPPM調制技術進行了研究，采用MPPM調制的系統(tǒng)的性能主要受MPPM調制比特符號映射方式的影響。我們采用基于LDPC碼的BICM-ID方案，并運用改進的EXIT分析方法來精確預測聯合LDPC碼和MPPM調制的迭代譯碼系統(tǒng)的收斂門限，分析BICM-ID系統(tǒng)的性能。此外，我們詳細解釋了改進的遺傳算法，并利用包括EXIT門限在內不同的判斷準則，搜索較優(yōu)的比特符號映射方式，通過比較和仿真驗

4、證，證明遺傳算法結合EXIT門限的方法是可行的。
　　接著，本文研究了MPAPM調制的星座優(yōu)化問題。相比于MPPM調制，MPAPM引入幅度變量，進一步增加了星座的維度，能應用于對傳輸速率有較高要求的場合。我們將MPAPM的高維星座優(yōu)化問題轉化為一個凸優(yōu)化問題，利用Matlab工具求解。根據優(yōu)化的結果，MPAPM在與OOK有相同的傳輸效率的條件下，性能上有稍許優(yōu)勢。如果考慮犧牲部分傳輸效率，與傳統(tǒng)MPPM調制相比，MPAPM星座的星

5、座點能量分布不均衡，相比能量分布均衡的MPPM星座有更大的最小歐式距離，因此在SER性能上有明顯增益。
　　最后，本文還研究了可見光通信中的亮度調節(jié)方案。亮度調節(jié)方案一般分為兩類，一類基于調制技術，一類基于信道編碼技術?；谡{制的方案我們介紹了VOOK、VPPM、MPPM和混合MPPM調制方案，并分別闡述了它們的優(yōu)缺點。我們的討論重點是混合MPPM調制，其在亮度調節(jié)范圍、調節(jié)分辨率、傳輸效率等方面有明顯優(yōu)勢?；诰幋a的方案主要通過