【摘 要】
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可见光通信是一种以LED光源发出的可见光线为信息载体、以光照范围内的自由空间为传输介质的无线通信技术,具有绿色环保、设施泛在、保密性好、频谱资源充足等优点。但由于可见光通信需要同时满足通信与照明的要求,需对其发送信号进行一定的调光处理。数字调光方法的主要思路是对其传输的数字信号的占空比进行调整,达到“0”、“1”元素的均衡分布,对比进行限幅等操作的模拟调光技术而言,前者不会存在色度偏移而影响照明质
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可见光通信是一种以LED光源发出的可见光线为信息载体、以光照范围内的自由空间为传输介质的无线通信技术,具有绿色环保、设施泛在、保密性好、频谱资源充足等优点。但由于可见光通信需要同时满足通信与照明的要求,需对其发送信号进行一定的调光处理。数字调光方法的主要思路是对其传输的数字信号的占空比进行调整,达到“0”、“1”元素的均衡分布,对比进行限幅等操作的模拟调光技术而言,前者不会存在色度偏移而影响照明质量的问题,且数字调光技术非常适合LED快速通断特性。在数字调光技术中,编码技术可以在不改变发射机、接收机结构的条件下对数字信号的占空比进行灵活调整,其中游程长度限制限制（Run-length limit,RLL）编码由于其均匀的“0”、“1”分布特性已经被IEEE在可见光通信的相关专利中建议使用,其级联改进后的信道编码还可兼具改善通信系统差错性能的优点。目前应用于可见光通信的改进信道编码技术包括RS码、Turbo码以及LDPC码。极化码作为一种新兴的信道编码技术,是唯一经严格数学证明可在B-DMC信道下达到香农极限的信道编码技术,已应用于5G通信。而极化码在可见光通信中的应用尚处于初级阶段,具有很大研究价值和提升空间。本论文以此为出发点,针对极化码在可见光通信中调光问题的编译码技术展开进一步的研究。本文首先介绍了可见光通信与极化码的国内外现状,并对可见光通信中极化码的国内外研究现状进行阐述。之后,阐述了针对室内环境的可见光通信的基本原理和系统结构,并对其信道模型进行了建模分析。然后对极化码的信道极化原理、信息位选取方法和译码算法进行了具体的研究与分析,给出了常用的几种信息位选取方法和译码算法。并对其在室内可见光通信下的性能表现进行了仿真分析。基于对可见光通信和极化码的研究分析,提出了适用于调光控制的级联极化-RLL码编码方法,级联编码后满足50%占空比的调光值,并且系统能够通过仅针对极化码冻结比特打孔与补偿符号的插入实现更大范围的调光值,文章给出了建议范围的调光值与相应的参数设置,并与同类型方案进行了多种调光值和码长的仿真分析,该方法均优于同类型方案。最后为解决级联编码的迭代译码问题提出了基于极化码SCAN译码算法的级联极化-RLL码联合优化译码方法,在仿真分析中使用散点式EXIT图以确定译码收敛门限,给出了不同迭代次数下的性能表现,与同类型的性能差异以及理论上的计算复杂度。
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