基于光码分多址的室内可见光通信系统误码率性能研究

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伴随着多种多媒体服务和移动互联网终端的普及,被开发殆尽的传统射频由于无线通信频谱资源的匮乏已经无法满足未来人们对高速率高质量数据通信的需求。为了解决当前这严峻的问题,越来越多的研究人员投身于可见光通信技术的研发当中。同时随着通信系统中并发用户数量的增加,解决用户多址接入问题成为了无线光通信需要攻克的难题之一。相对于无线光通信系的传统多址接入技术,光码分多址技术由于具有抗干扰性能好、用户随机接入与信道利用率高等优点而广泛地应用在无线光通信系统的理论研究当中。虽然人们对光码分多址技术的研究已经有长达四十多年的研究,但在研究应用光码分多址技术的室内可见光通信系统时,很少考虑到视距传输信道中的多径色散对系统通信性能的影响。因此本文主要研究室内可见光信道对光码分多址系统的误码率性能影响。本文首先阐述了可见光通信与光码分多址技术的研究意义和研究现状,并介绍、论述了室内可见光通信系统的整体架构与信道模型,然后针对该信道模型在MATLAB仿真平台中进行了仿真与分析。然后详细介绍了光码分多址技术的系统原理以及一些基础理论。接着针对现有的光地址码构造算法,结合贪婪算法与遗传算法的特点,提出一种基于遗传算法的快速光地址码构造算法,并对该算法进行可行性的验证。根据理论分析与验证结果可知,该算法相比于传统的光地址码构造算法具有更高的码字多样性和更快的收敛速度,能够为以后的光地址码研究提供基础支持。最后,本文针对室内可见光信道的干扰特性提出一个新型干扰模型,然后推导了系统的误码率公式并对其进行了仿真验证。通过对系统整体的误码率与仅考虑多径干扰的误码率的比较结果表明,光码分多址技术能够有效地抑制室内可见光可视信道中由多径效应产生的码间干扰。受限于个人能力与时间的不足,本论文在某些研究工作中仍然存在一些不足和改进之处。首先,受限于遗传算法所使用的适应度函数,本论文中所提出的基于遗传算法的光地址码构造算法只有在生成码字参数为(N,ω,λ_a,1)时才能获得最优的光正交码码集。在构造最大互相关值大于1的光正交码时,需要重新设计适应度函数。其次,本文推导的误码率公式没有考虑到系统数据传输速率对系统误码率的影响。在未来的工作中,我主要针对以上两点对本课题进行下一步的研究。
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