论文部分内容阅读
与传统照明设备相比，白光LED具有功耗低、光电转换效率高、使用寿命长等优点，被广泛地认为是下一代绿色照明产品。可见光通信是一种将照明与数据通信相结合的无线光通信技术。目前，可见光通信的主要挑战之一是其调制带宽较低，通常只有几MHz．但相关国际标准规定的照度使得接收到的信号具有较高的信噪比。且对于典型室内环境而言，为使室内空间的照度符合相关要求，其照明系统通常由多组LED组成，因而利用MIMO技术来实现高速可见光通信成为国内外学者的研究焦点。对于多用户室内可见光MIMO通信系统而言，多个用户终端之间的干扰是影响系统性能的关键因素。本文围绕多用户室内可见光通信系统的多用户干扰问题开展了初步的研究工作。提出一种基于预编码的室内可见光多用户MIMO通信系统模型，在块对角化预编码算法在室内可见光通信系统中的局限性及相应的解决方案、多用户室内可见光MIMO通信系统的性能分析等方面做了深入细致研究。本文首先介绍了基于白光LED室内可见光通信系统的基本理论，包括白光LED的特性，可见光信道特性，接收机噪声等。基于典型的室内可见光通信系统模型，分析了接收平面的照度分布情况。其次，本文提出一种基于预编码技术的多用户室内可见光MIMO通信系统模型，分发射端、信道、接收端三部分介绍了该系统的组成。着重分析了块对角化预编码算法在室内可见光通信系统中的局限性。最后，为降低多用户室内可见光MIMO通信系统的信道相关性以提升系统性能，提出了三种相应的解决方案，即同一用户的不同光接收机采用不同的视场角，采用倾斜式光接收机，以及采用不同视场角的多向式光接收机。基于上述方案，对系统的误码率及信噪比性能进行了详细分析。另外，考虑到实际系统中用户终端的移动性，本文研究了用户终端的移动性对系统性能的影响。