室内mimo可见光通信信道的多径特性分析

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4、eringByCHEXiao-jieSupervisor:Prof.LIANGZhong-chengMarch2016摘要可见光通信（VisibleLightCommunication，VLC）是一种兼顾照明与通信的新型光通信技术，其工作原理是将原始电信号经过编码调制后，通过LED灯的高速明暗变化来发送信息。而MIMO（MultipleInputMultipleOutput）技术与可见光通信的结合可以进一步增加传输带宽，提高通信速率。但目前有关MIMO可见光通信的研究多数集中在提高传输速率上，在接收特性方面的研究较少，且大部分研究仅考虑了直射信号的情况，对于MIMO可见光通信中

5、的多径反射的接收特性很少有资料提及。为此本文有必要对MIMO可见光通信系统的仿真设计、多径接收特性以及有效减弱多径干扰的方案等进行深一步的探讨与研究。本文对室内MIMO可见光通信系统的主要研究工作如下：（1）概述了室内可见光通信系统的工作原理，阐述了其应用中的技术热点，并将MIMO技术与可见光通信相融合，分析了目前常用的MIMO可见光通信系统模型及其优点。（2）建立了MIMO可见光通信的信道模型，对比直射与非直射链路信道。确定白光LED的朗伯辐射模型，分析探测器主要特性，通过对单输入单输出（SingleInputSingleOutput,SISO）的信道进行理论分析，引入MIM

6、O系统的信道参数，并进行仿真建模。（3）基于非直射链路的信道模型，对MIMO可见光通信的多径接收特性进行仿真分析。探求室内多径效应的成因，由室内均方根（RootMeanSquare,RMS）时延分布，得出多径接收的时延效应。在考虑室内二次反射的情况下，分别对不同的探测器间距、室内接收位置及接收面旋转进行仿真分析，得出探测器间距对接收特性的影响、室内良好的接收区域以及接收面的有效旋转范围。（4）结合发射端与接收端进行分析，提出了通过增加码元发送周期，适当减小接收视场角，引入判决反馈均衡器，成像式接收等方案来减弱多径效应的干扰，并从理论上分析了其可行性。关键词:可见光通信，多输入多

7、输出，多径反射，信道模型，接收特性IAbstractVisibleLightCommunication(VLC)isanewtypeofopticalcommunicationtechnologywhichcombineslightingandcommunications.Theworkingprincipleistransmittingoriginalelectricalsignalaftercodingandmodulationbythecharacteristicofhigh-spee