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随着海洋勘探研究的深入,水下无线光通信显得越来越重要。为了对抗频率选择性衰落和提高频带利用率,将正交频分复用(OFDM)技术应用在水下无线光通信中是大势所趋。但是OFDM也有其缺陷,由于采用多载波调制,所以系统会不可避免产生峰均功率比(PAPR)过高的问题,该峰值功率可能会超过系统的线性带宽从而引起非线性失真,进而影响系统的通信性能。因此,采用一种有效的PAPR抑制算法对实现基于OFDM的水下无线光通信系统显得尤为重要。
本文从直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)的PAPR统计特性出发,详细阐述了DCO-OFDM系统PAPR与输入信号自相关性的关系。然后对传统射频OFDM系统PAPR抑制算法进行改进,设计了一种时频域交织-选择映射法(TFI-SLM)的PAPR抑制联合算法。该算法首先利用时频域交织以降低输入信号的自相关性,然后通过选择映射法(SLM)进一步降低DCO-OFDM系统的PAPR。最后本文设计了一种基于DCO-OFDM的水下无线可见光通信系统,主要工作如下:
(1)详细介绍了三种可见光OFDM调制技术,通过系统原理图阐述了它们在获取可见光通信中所需的正实数信号的差异,分析比较了它们的优缺点,最后选用DCO-OFDM调制技术作为本文研究内容。
(2)介绍了PAPR定义,阐述了过高PAPR对OFDM系统的影响。分析了传统射频OFDM系统PAPR与DCO-OFDM系统PAPR的统计特性,并仿真比较了它们的PAPR,为后续PAPR抑制算法提供理论依据。
(3)分析讨论了几种经典PAPR抑制算法,详细阐述其原理,并仿真比较了这些经典算法的优缺点。最后提出了设计PAPR抑制算法应当考虑的问题。
(4)设计了一种TFI-SLM联合算法来抑制DCO-OFDM系统的过高PAPR。然后详细阐述基于TFI-SLM联合算法的DCO-OFDM无线光通信系统,并重点描述和分析TFI、SLM以及DC模块。最后与其它传统算法的PAPR抑制效果进行了仿真对比。
(5)利用FPGA硬件平台,设计了一种基于DCO-OFDM的水下无线光通信系统,然后对系统进行了测试,测试结果达到预期要求。
本文从直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)的PAPR统计特性出发,详细阐述了DCO-OFDM系统PAPR与输入信号自相关性的关系。然后对传统射频OFDM系统PAPR抑制算法进行改进,设计了一种时频域交织-选择映射法(TFI-SLM)的PAPR抑制联合算法。该算法首先利用时频域交织以降低输入信号的自相关性,然后通过选择映射法(SLM)进一步降低DCO-OFDM系统的PAPR。最后本文设计了一种基于DCO-OFDM的水下无线可见光通信系统,主要工作如下:
(1)详细介绍了三种可见光OFDM调制技术,通过系统原理图阐述了它们在获取可见光通信中所需的正实数信号的差异,分析比较了它们的优缺点,最后选用DCO-OFDM调制技术作为本文研究内容。
(2)介绍了PAPR定义,阐述了过高PAPR对OFDM系统的影响。分析了传统射频OFDM系统PAPR与DCO-OFDM系统PAPR的统计特性,并仿真比较了它们的PAPR,为后续PAPR抑制算法提供理论依据。
(3)分析讨论了几种经典PAPR抑制算法,详细阐述其原理,并仿真比较了这些经典算法的优缺点。最后提出了设计PAPR抑制算法应当考虑的问题。
(4)设计了一种TFI-SLM联合算法来抑制DCO-OFDM系统的过高PAPR。然后详细阐述基于TFI-SLM联合算法的DCO-OFDM无线光通信系统,并重点描述和分析TFI、SLM以及DC模块。最后与其它传统算法的PAPR抑制效果进行了仿真对比。
(5)利用FPGA硬件平台,设计了一种基于DCO-OFDM的水下无线光通信系统,然后对系统进行了测试,测试结果达到预期要求。