室内红外散射无线通信具有宽带、高速、安全、灵活、方便等优点,并能消除多径衰落的影响,是当前室内无线通信发展的一个新方向,具有良好的应用前景。
本文根据广西区自然科学基金资助项目的要求,研究了室内红外散射无线通信的信道、调制技术和自适应均衡技术,提出了室内红外散射PPM通信系统的实现方案,设计了 PPM发射系统。本文的研究工作是基于 MATLAB软件仿真平台实现的,概括起来主要做了以下几个方面的研究工作:
(1)介绍和分析了室内红外散射无线通信的信道模型、信道中的背景光噪声和信道的特性参数,基于信道模型得到了一个有效的计算方法来估计信道的特性,并进行了数值仿真和分析。
(2)研究了信道多径失真对发射脉冲的影响。对六种不同的发射脉冲波形进行了讨论:正弦平方波、三角波、偏移余弦波、锯齿波、正弦波、矩形波,得到了不同发射脉冲波形的发射峰值光功率与误码率之间的关系式,并仿真分析了不同发射脉冲波形的误码率特性,仿真结果表明室内红外散射通信信道具有低通频率特性。
(3)对适用于室内红外散射无线通信的几种主要的调制方式进行了研究,包括开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)、脉冲间隔调制(PIM)和双头脉冲间隔调制(DH-PIM)。分析了信号脉冲波形、平均发射光功率、平均带宽,得到了信道容量和误包率的表达式,并进行了性能比较和仿真分析,得到了一些有意义的结论,为在实际系统中选择最合适的调制方式提供了理论依据。
(4)为了消除码间干扰(ISI),提出将自适应均衡技术引入室内红外散射无线通信中。对自适应均衡技术的基本原理、自适应均衡器的结构(线性均衡器 LE、判决反馈均衡器 DFE)和自适应均衡算法(最小均方 LMS算法、递归最小二乘 RLS算法)都进行了较详细地研究,并在室内红外散射无线通信系统中对各种自适应均衡器进行了仿真和比较。仿真结果表明应用自适应均衡技术能有效消除码间干扰、降低误码率、提高室内红外散射无线通信系统的性能,同时该仿真结果还为在实际应用中选择最合适的自适应均衡技术奠定了一定的理论基础。
(5)根据PPM调制方式的特点,提出了室内红外散射PPM通信系统的实现方案,为通信系统的总体设计提供了一定的参考。...
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