1037571寬帶無線光通信編碼器sick秉銘DFS60A-S4AC16384對各種實際復雜的通信環(huán)境參數考慮較少,對通信中背景噪聲也沒有進行系統(tǒng)研究,接收端也只是采取單探測器的接收方案,無論從理論還是實踐上都沒有很好的抗多徑信道衰落的技術。本論文對無線光通信的信道模型、高性能的信道編解碼技術和調制解調方法以及具體應用中的多用戶和高階復用問題依次進行了研究探討。論文以國家自然科學基金項目為依托,圍繞無線光通信的關鍵問題與技術難題展開應用基礎研究,主要工作和創(chuàng)新點如下：（1）針對可見光通信的特征,研究了可見光在大氣中傳輸時所受的分子吸收、分子散射的作用機理,進而研究白光LED脈沖信號在空氣中散射傳輸的機理,建立了基于蒙特卡羅射線追蹤算法的可見光信道模型,通過對該信道模型仿真,結果表明該模型可計算出多次反射分量影響下的可見光信道沖激響應特性,并能夠得到信道損耗以及均方時延擴展等重要性能指標,為可見光通信系統(tǒng)設計提供了參考依據。（2）針對無線光通信系統(tǒng)中的信道衰落和干擾問題,為提高通信的可靠性,論文重點研究了適用于無線光通信的信道編譯碼算法,設計并實現了RS（18,10）和LDPC （960,480）編,通過大量仿真和實驗分析了采用RS碼和LDPC碼在無線光通信系統(tǒng)中降低系統(tǒng)誤碼率的性能。實驗和仿真均表明：誤碼率取10-6,收發(fā)仰角為（10°,10°）時,RS碼可以使光通信系統(tǒng)的可靠通信距離延長42%,而LDPC碼能夠有效延長可靠通信距離大約為89%；收發(fā)仰角為（20°,20°）時,RS碼通信距離延長42%,而LDPC碼系統(tǒng)延長了116.6%的可靠通信距離。（3）針對紫外光通信系統(tǒng)信道衰落快、功率受限等問題,結合中繼協同通信技術,通過布置中繼節(jié)點提出了局部區(qū)域內的多用戶紫外光通信系統(tǒng)模型。在干擾信道下,推導出了兩組并行紫外通信用戶在中繼協同下的系統(tǒng)可達速率的下限,結果表明多用戶紫外通信系統(tǒng)在中繼協同的幫助下,傳輸速率有明顯的提高。此外,還研究了功率受限情況下不同優(yōu)先級的用戶組的功率分配算法,仿真結果表明,在保證高優(yōu)先級用戶可靠通信前提下,優(yōu)化功率分夠有效提高低優(yōu)先級用戶的傳輸速率。（4）針對可見光通信系統(tǒng)的信道衰落問題,本論文研究了可見光MIMO通信系統(tǒng)模型并結合STTC空時編碼技術進行理論分析,并設計了一種改進型的STTC譯碼算法。與傳統(tǒng)的Viterbi譯碼算法相比,這種改進STTC算法可以在一路接收端上獨立進行,并且節(jié)點度量可以通過遞推方程進行累積,在誤碼率相當的情況下,改進算法在分段度量的收斂速度更快。仿真結果表明,隨著編碼器系數集狀態(tài)數的增加,系統(tǒng)的誤碼率明顯降低；另外隨著接收器數目的增案中選取合適的光電編碼器,需要了解其原理和特點。以角度測量基準為準,編碼器可分為增量式、式和準式。從分類源于角度測量基準的角度了解了編碼器的部分原理后,要了解如何從角度測量基準上獲得角度數據,為此,介紹了光電編碼器的核心技術——光電信號掃描原理。另外,說明了不同種類產品的系統(tǒng)組成;對結構特點和輸出信號進行了總結。結構特點關系到應用系統(tǒng)的結構設計,輸出信號特點關系到應用系統(tǒng)的用途和接口的二次開發(fā)設計.技術的飛速發(fā)展,對光電軸角編碼器的精度要求越來越高,而光電軸角編碼器的精度主要由莫爾條紋信號的質量決定。在增量式光電編碼器的設計、裝調和使用過程中,碼盤安裝偏心和機械回轉軸晃動是影響莫爾條紋信號質量的主要因素,常采用對徑模擬量相加的方法來減少這兩種因素對測角精度的影響。但模擬量相加對編碼器兩讀數頭同名端信號的相位差要求比較高,只適用于偏心量較小的情況,偏心量增加后,編碼器的精度會大大下降,難以達到其使用要求。因此需要研究一種適用于碼盤偏心較大、使用環(huán)境惡劣情況下的莫爾條紋信號處理方法。本文介紹了一種新的增量式編碼器莫爾條紋信號處理方法----對徑全數字量相加,應用該種方法,可以放寬編碼器對機械裝調和使用環(huán)境的要求,拓寬編碼器的工作溫度范圍,提高編碼器的穩(wěn)定性和可靠性,并保證其使用精度。 

1037571寬帶無線光通信編碼器sick秉銘DFS60A-S4AC16384然而,在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的實現與應用中,仍存在著數據計算量激增、射頻鏈路開銷大和信道狀態(tài)信息（Channel State Information,CSI）獲取困難等問題。針對這些問題,本文設計了一種資源利用率較高的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)架構,進行了原型機驗證,并研究了數?；旌项A編碼技術以降低射頻鏈路開銷。其中,重點對動態(tài)場景中的大規(guī)模MIMO數?；旌项A編碼進行了研究,提出了一種能夠感知環(huán)境變化信息的數?；旌项A編碼算法。本文的主要工作如下:首先,針對NI-PXIe硬件平臺的特性,結合大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的設計指標,對硬件資源進行了分析與合理配置,設計了一種資源利用率較高的大規(guī)模MIMO并行架構。該架構采用了并行處理的設計思路,解決了時鐘速率過高和數據計算量大的問題。同時,提出了更加穩(wěn)定的板間信息交互方案,使得不同FPGA間傳輸的數據長度能夠自適應改變,保證了板間信息交互速率不超過硬件支持的上限。該架構有效提高了系統(tǒng)傳輸速率,并且支持更大規(guī)模天線數的靈活擴展。然后,基于該大規(guī)模MIMO并行架構,在NI-PXIe平臺上實現了超高速MIMO通信系統(tǒng),能夠支持高清視頻流的無差錯實時傳輸,并且系統(tǒng)吞吐率達到1 Gbps以上,驗證了該架構的可行性與有效性。在具體的實現過程中,提出了一些開銷較低的關鍵FPGA實現方案,實現的FPGA基帶模塊主要包括信道編/解碼、調制/解調、傅里葉逆變換（IFFT）/傅立葉變換（FFT）、信號同步、信道估計與均衡等。接著,為了進一步降低大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的硬件開銷和功耗,對假設CSI已知的數?；旌项A編碼技術進行了研究。在單用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中,對不同的混合預編碼方法進行了仿真與性能分析。綜合衡量性能與實現復雜度,選擇了基于正交匹配追蹤（Orthogonal Matching Pursu,OMP）的混合預編碼方法進行實現,并將實現的硬件模塊與MATLAB進行聯調,驗證了該模塊功能的正確性。后,針對動態(tài)場景中的大規(guī)模MIMO通信系統(tǒng),提出了一種基于機器學習的數?；旌项A編碼算法。該算法能夠感知環(huán)境的變化,并從中學習所需的潛在概率信息,進而自適應地調整模擬預編碼矩陣的求解策略。同時,該數?；旌项A編碼算法不需要提前獲知完整CSI,部分避免了大規(guī)模MIMO中CSI獲取困難的問題,因此適用于各種較復雜的通信場景。通過算法仿真與對比分析,發(fā)現隨著信噪比和天線數增加,本文所提算法的性能逐漸接近傳統(tǒng)純數字預編碼,驗證了該算法性能的有效性與*性.