基于MIMO的室内可见光通信系统同步方案的设计与实现

摘要

基于MIMO的室内可见光通信（VLC）技术结合了可见光通信技术及多输入多输出技术的优点，凭借安全性强、保密性强、大容量信道及高效的频谱利用率等优势得到越来越多的关注。为保证收发数据的实时性与准确性，基于MIMO的可见光通信系统的同步方案必须具备能在极短时间内建立同步并且同步效率高的特性。
　　本文首先阐述了基于MIMO的室内可见光通信系统的原理与实现，简要的介绍了信号输入模块、系统发射端及接收端的硬件实现。通过对帧同步码及帧同步方法的调研，在分析了集中插入帧同步法及分散插入帧同步法的原理及优缺点之后，提出了一个基于MIMO的多通道优化帧同步方案，该方案充分利用了MIMO系统多入多出的特性，将多个同步信号同时进行处理，大大提高了同步性能。
　　在提出的同步方案的基础上，进行了相应的软硬件设计，将同步方案应用于基于MIMO室内可见光系统之上并进行实验测试。实验结果表明基于MIMO室内可见光通信系统很好的完成了同步并完全正确的恢复出了发射端信号，验证了该方案的可行性。对同步方案进行了性能分析，基于我们的MIMO室内可见光通信系统，漏同步概率为2*10-4左右，同步建立时间为220us左右，同步性能优于传统单通道同步系统，能基本满足室内可见光通信系统的需要。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 可见光通信技术介绍及研究现状

1.2 基于MIMO的可见光通信技术国内外研究进展

1.3 课题背景及研究的目的与意义

1.4 本论文的研究内容及其篇章结构

第二章 基于MIMO室内可见光通信系统

2.1 MIMO系统概述

2.2可见光通信系统介绍

2.3 基于MIMO室内可见光通信系统原理

2.4 本章小结

第三章 基于MIMO室内可见光通信系统的硬件实现

3.1信号输入模块硬件实现

3.2系统发射端设计

3.3系统接收端设计

3.4 本章小结

第四章 MIMO室内可见光通信系统同步方案设计

4.1 室内可见光通信对同步码元的要求

4.2常用的两种帧同步方法分析

4.3 系统帧同步方法研究与设计

4.4 本章小结

第五章 MIMO室内可见光通信系统同步方案实现

5.1 基于同步方案的发射端软件设计

5.2 基于同步方案的接收端的软件设计

5.3 同步方案实现与性能分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

致谢