基于OFDM的室内PLC与VLC的融合系统研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:yanjiajian7758
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近年来,可见光通信(Visible Light Communication,VLC)以其在频谱、速率等方面的优势越来越受到人们的重视。与此同时,依托于电力系统发展起来的电力线通信技术(Power Line Communication,PLC)也取得了突飞猛进的发展。电力线通信被认为智能电网最有前景的通信技术之一。实现“最后一公里”通信,可见光通信与电力线通信都是优秀的技术选择。然而,它们各自都存在不足之处。可见光通信采用白光LED(Light emitting diode,发光二极管)作为发射器,有电才有光。并且可见光不可以直接作为信息源,必须与其他通信技术结合才能避免成为信息孤岛。而电力线通信技术恰好可作为可见光通信良好的信息源,实现一根电线同时实现功率供应与信息传递。反过来,可见光通信又可以解决传统电力线通信移动性差的问题。电力线与可见光通信的结合取长补短,可谓是实现智能电网通信与“最后一公里”通信的最佳选择,具有广阔的发展前景。本文以电力线与可见光通信的融合为基础,提出新颖的基于放大转发(Amplify and Forward,AF)中继的融合网络架构,结合融合网络的特点,研究了适用于融合系统的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术。首先,本文对电力线与可见光通信技术的发展现状、通信系统结构进行了介绍。同时,阐述了PLC与VLC的通信原理与信道特点。由于OFDM技术在对抗电力线信道多径效应与噪声方面具有出色的表现,并且在可见光通信中也得到了很好的应用,融合系统选择OFDM技术作为调制方式。这样就得到了一个基于OFDM的室内PLC-VLC融合系统。其次,在融合网络架构的基础上,得出了融合网络的信道模型。考虑到融合系统的特殊性,本文研究ACO-OFDM与DCO-OFDM两种特殊的OFDM方式在融合系统中的应用。而且,为了进一步提高系统性能,加入了信道估计技术。最后,以得到的融合信道模型为基础,先对ACO-OFDM与DCO-OFDM两种适用于融合系统的OFDM方案进行了仿真对比分析。其次,对基于OFDM融合系统的编码方式、子载波调制以及信道估计等技术进行了方案选择与性能分析。仿真结果表明,采用卷积编码、BPSK调制、LMMSE信道估计以及时域插值的技术系统误码率明显降低,系统性能得到更大的提升。
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