MIMO-VLC系統(tǒng)中信道特性研究.pdf

1、白光LED具有亮度高、功耗低、可靠性好和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，其在商業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛。在21世紀(jì)，“綠色照明”和“綠色通信”的概念越來越深入人心，室內(nèi)可見光通信(VLC:Visible Light Communication)技術(shù)由于其照明和通信的雙重功能，近年來受到越來越多研究者的關(guān)注。目前白光LED的調(diào)制帶寬較低，限制了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，為了獲得吉比特的數(shù)據(jù)傳輸速率，研究者將多輸入多輸出技術(shù)(MIMO:Multiple Input M

2、ultiple Out)引入室內(nèi)VLC系統(tǒng)，提出多輸入多輸出室內(nèi)可見光通信(MIMO-VLC)系統(tǒng)。
　　本文首先介紹了室內(nèi)VLC技術(shù)的研究背景和意義，概述了室內(nèi)可見光通信的基本原理，為了提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，將MIMO技術(shù)引入到VLC系統(tǒng)中構(gòu)成MIMO-VLC系統(tǒng)，介紹了成像M IMO-VLC和非成像M IMO-VLC的基本原理。接著，基于MIMO-VLC技術(shù)，研究了整個(gè)房間接收平面上的光照度和光功率分布。然后，重點(diǎn)研究了MI

3、MO-VLC的信道特性，主要包括以下幾個(gè)方面：1.MIMO-VLC系統(tǒng)脈沖響應(yīng)分析與仿真。在深入研究了多種VLC脈沖響應(yīng)算法，考慮算法復(fù)雜度和精確性的基礎(chǔ)上，選用 Carruthers提出的基于定點(diǎn)的非迭代脈沖響應(yīng)算法對(duì)MIMO-VLC系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)特性進(jìn)行了深入研究，分析了位于室內(nèi)不同相對(duì)位置的LED陣列和探測(cè)器陣列的多徑干擾情況；2.MIMO-VLC系統(tǒng) LED陣列布局優(yōu)化研究。以 VLC脈沖響應(yīng)算法為基礎(chǔ)，研究了在100Mbps數(shù)

4、據(jù)傳輸速率下不同LED陣列配置的多徑干擾分量的均值和方差，在此基礎(chǔ)上，綜合考慮MIMO-VLC系統(tǒng)通信和照明的雙重功能，研究了不同LED陣列配置下系統(tǒng)的光功率和光照度分布，得出一種優(yōu)化布局；3.研究了MIMO-VLC系統(tǒng)中，當(dāng)LED陣列與探測(cè)器陣列位于對(duì)稱位置時(shí)信道矩陣的秩的特性。分析表明，當(dāng)LED陣列與探測(cè)器陣列位置對(duì)稱時(shí)，信道矩陣仍然是滿秩的；4.研究了信道矩陣的秩與接收機(jī)視場(chǎng)角(FOV:Field Of View)的關(guān)系。最后，總