QC-LDPC码在可见光通信中的性能研究

摘要

LED灯已逐渐代替白炽灯和日光灯成为我们日常生活中常用的照明设备，也使得可见光通信成为近年来的研究的热点。可见光通信是以LED灯为发射设备，以光电探测器或图像传感器为接收设备的通信方式，可以使得LED灯实现照明和通信双重功能，从而提高了能源利用率。此外，可见光通信还有发射功率高、无需频谱认证、对人体无害、无电磁干扰等优点。
　　但是，可见光通信在通信过程中会受到背景光和光电探测器的噪声干扰，这些干扰损害了系统的可靠性。信道编码作为重要的通信纠错手段，将用于提高可见光通信系统可靠性。本文提出了基于QC-LDPC编码的可见光通信系统，并且通过仿真和实验的方法研究了QC-LDPC编码在可见光通信中的性能。本文根据在可见光通信过程中可能遇到的两种情形，仿真了QC-LDPC码在无遮挡和有遮挡的可见光通信系统的性能。QC-LDPC码在无遮挡可见光通信系统中，LED灯和光电探测器之间没有遮挡，是视距链路，由仿真结果可知，在码长为2304，码率为1/2，SNR为1.6dB时的BER可以达到10-6; QC-LDPC码在有遮挡的可见光通信系统中，LED灯和光电探测器之间有遮挡，使得接收功率降低，这时接收端的自动增益放大器会通过增大放大倍数的方式提高接收功率，但在其改变放大倍数的这段时间内接收到的信号是不确定的，因而降低了通信系统的可靠性，由仿真结果可知，当码长为2304，码率为1/2，SNR为3dB时，BER可以达到10-6。本文还做了QC-LDPC码在可见光通信系统的实验，实验结果表明，在码长为576，码率为1/2，接收光照度为10lux的情况下，BER可以达到10-5。通过仿真和实验结果表明，QC-LDPC编码在可见光通信中具有良好的性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 概述

1．2 可见光通信的发展现状

1．2．1 国外发展现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 可见光通信关键技术

1．4 LDPC码和LDPC码在可见光通信中的发展现状

1．4．1 LPDC码发展现状

1．4．2 LDPC码在可见光通信中的研究现状

1．5 本文内容安排

第2章 LDPC码编译码原理

2．1 LDPC码的定义

2．2 LDPC码的编码原理

2．2．1 LDPC码的标准编码方法

2．2．2 LU分解编码算法

2．2．3 部分迭代编码

2．2．4 另一种部分迭代编码算法

2．3 译码原理

2．3．1 概率域上的BP译码算法

2．3．2 LLR BP算法

2．4 本章小结

第3章 可见光通信的信道模型

3．1 可见光通信系统信道

3．2 冲击响应的计算

3．3 信噪比的计算

3．4 本章小结

第4章 QC-LDPC码在可见光通信系统中的仿真和实验

4．1 IEEE 802．16e中的QC-LDPC码编码算法

4．1．1 QC-LDPC码概述

4．1．2 标准IEEE 802．16e中的QC-LDPC码编码算法

4．2 可见光通信系统的仿真和分析

4．2．1 基于QC-LDPC码的无遮挡可见光通信系统的仿真

4．2．2 基于QC-LDPC码的有遮挡可见光通信系统的仿真

4．3 可见光通信系统的实验结果和分析

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢