室內(nèi)可見光通信多徑信道建模及MIMO-ACO-OFDM系統(tǒng)性能分析
本文選題:光通信 + 多輸入多輸出 ; 參考:《光學(xué)學(xué)報》2016年07期
【摘要】:當(dāng)通信速率較高時,室內(nèi)光信號的多徑效應(yīng)不可忽視,當(dāng)發(fā)送端存在時間彌散性時,提出一種室內(nèi)可見光通信-多輸入多輸出(VLC-MIMO)多徑衰落信道建模方法.由于光正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)能有效抵抗碼間干擾,故將非對稱限幅光OFDM(ACO-OFDM)和MIMO相結(jié)合,建立MIMO-ACO-OFDM系統(tǒng).用迭代法計算每對LED和光電探測器(PD)之間的沖激響應(yīng),連接LED和PD陣列的幾何中心作為等效視線傳輸(LOS)信道,建立了多徑信道模型.分析表明,當(dāng)PD在房間中間時多徑信道路徑增益大,多徑干擾弱;當(dāng)PD在墻角時信號衰減大,多徑干擾強.采用迫零(ZF)和最小均方誤差(MMSE)檢測,理論推導(dǎo)了系統(tǒng)誤碼率性能,建立了蒙特卡羅仿真模型.仿真表明,低階調(diào)制時系統(tǒng)有更好的性能.當(dāng)調(diào)制階數(shù)小于64時,MMSE比ZF更有優(yōu)勢,隨著信噪比增大兩中檢測方法得到的系統(tǒng)性能趨于相同;當(dāng)LED半功率角變小時光束會聚強,PD在房間中心時性能最好,越往墻邊性能越差;當(dāng)PD視場角變小時,雖然在房間中心時接收功率不變,但多徑干擾變?nèi)跣阅茏兒?
[Abstract]:When the communication rate is high, the multipath effect of indoor optical signal can not be ignored. When the transmitter exists time dispersion, a multi-path fading channel modeling method for indoor visible light communication-multi-input multi-output VLC-MIMO-is proposed. Because the optical orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technique can effectively resist inter-symbol interference (ISI), MIMO-ACO-OFDM system is established by combining asymmetric OFDM (ACO-OFDM) with MIMO. The impulse response between each pair of LED and photodetector is calculated by iterative method. The geometric center connecting LED and PD array is used as the equivalent line of sight transmission channel, and a multipath channel model is established. The analysis shows that when PD is in the middle of the room, the path gain of the multipath channel is large and the multipath interference is weak, and when PD is in the corner of the wall, the signal attenuation is large and the multipath interference is strong. The system error rate (BER) performance is derived theoretically by using zero-forcing ZF) and minimum mean square error (MMSE) detection, and a Monte Carlo simulation model is established. Simulation results show that the system has better performance under low order modulation. When the modulation order is less than 64, MMSE has more advantages than ZF, and the system performance tends to be the same with the increase of signal-to-noise ratio (SNR), and the performance of LED is the best when the half-power angle of the light beam converges in the center of the room, and the performance becomes worse with the increase of the signal-to-noise ratio (SNR). When the PD field angle becomes smaller, the received power is constant in the center of the room, but the multipath interference becomes weaker and better.
【作者單位】: 西南交通大學(xué)信息編碼與傳輸四川省重點實驗室;蘭州理工大學(xué)計算機與通信學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(61461026;61271245;61265003;61465007) 東南大學(xué)移動通信國家重點實驗室開放研究基金(2014D13)
【分類號】:TN929.1
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,本文編號:1868206
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