室内无线红外通信调制技术研究

摘要

室内无线红外通信，工作在780-950nm波段，在短距离情况有较多的优点。本文以室内无线红外通信调制技术为研究重点，开展室内多径信道下调制技术及实现方案方面的研究工作。
　　 首先，分析了室内无线红外通信的信道特性。对递归算法、统计算法、DUSTIN算法和基于定点的迭代算法四种算法，从计算的复杂性、对计算机存储器的要求和对新环境的适应性等几个方面进行了比较。从理论上详细介绍了模型的建立过程，并利用仿真软件对一次反射情况下的多径脉冲响应进行了分析。
　　 其次，对键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)和差分脉冲位置调制(DPPM)三种调制方案的归一化系统带宽、归一化平均功率需求进行了分析和比较。并对不同调制方案的编码信号进行了研究。分析了基于LMS均衡算法的调制方案的编码信号加载到多径信道上的性能。将PPM与DPPM调制结合起来，提出插入固定长度码的调制方案——INDPPM(InsertDifferential Pulse Position Modulation)。INDPPM调制在抑制多径效应上也好于DPPM调制，而且插入码可以起到纠错的作用。通过仿真，对INDPPM与DPPM调制方案在1Mbps和10Mbps下的误码性能进行了比较。INDPPM调制在相同信噪比的情况下，误码率都低于DPPM调制，具有较好的性能。该方案对于在室内环境下，降低信号发射光功率保护人眼安全具有重要意义。对于建立室内漫射链路红外局域网具有很好的应用价值。
　　 最后，从系统的角度，对室内无线红外通信的系统结构进行了研究，分析了系统解调中的同步问题，并对INDPPM解调做了简要分析。对目前可用于室内无线红外通信的光源和光检测器进行了比较。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景及研究意义

1.2室内无线红外通信的链路

1.3国内外研究现状

1.4研究内容及章节安排

第2章室内无线红外通信信道特性分析

2.1信道特性

2.2室内无线红外通信信道模型

2.2.1模型建立

2.2.2脉冲响应的计算

2.3室内无线红外信道仿真

2.3.1仿真参数的选取

2.3.2脉冲响应的仿真

2.4本章小结

第3章室内无线红外通信调制技术对比分析

3.1开关键控调制

3.2单脉冲位置调制

3.3差分脉冲位置调制

3.4调制技术的仿真与分析

3.5本章小结

第4章 多径信道下的系统性能分析

4.1信道均衡概述

4.1.1均衡的分类

4.1.2横向均衡器

4.2 LMS自适应均衡算法

4.3均衡效果比较

4.4 INDPPM调制方案的提出

4.5 INDPPM调制的性能分析

4.6 INDPPM调制纠错分析

4.6本章小结

第5章室内无线红外通信系统的结构设计

5.1解调过程中的同步问题

5.1.1时间同步

5.1.2时隙同步子系统

5.1.3 INDPPM解调分析

5.2系统的结构设计

5.3光学系统器件的选择

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢