室内mimo-ofdm可见光通信信道技术研究

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1、分类号TN911密级公开UDC621.3学位论文编号D-10617-308-(2016)-03084重庆邮电大学硕士学位论文中文题目室内MIMO-OFDM可见光通信信道技术研究英文题目ResearchonIndoorMIMO-OFDMVisibleLightCommunicationChannelTechnologies学号S130301083姓名尹辉学位类别工学硕士学科专业控制科学与工程指导教师陈勇教授完成日期2016年5月20日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要基于LED的可见光通信能提供高速率、短距离的通信服务，相比WI-FI技术其通信方式

2、具有高带宽、高速率、无电磁干扰、极高安全性、建造成本低等优点。结合多输入多输出和正交频分复用技术提升可见光通信系统容量与通信速率。VLC系统性能好坏主要取决于室内无线信道环境，由于其室内无线信道状态是动态且不可预测的，增加了对VLC系统进行精确分析的难度。其中信道建模、信道优化、信道估计是VLC信道的关键技术，因此对MIMO-OFDM的VLC系统进行信道关键技术的研究具有一定的研究意义和应用价值。为了解决传统信道建模求解高阶反射复杂度高，求解困难的问题，本文提出基于反射残余分量的多输入多输出可见光通信系统MIMO-VLC信道建模优化。该方法根据

3、高阶次的反射由相对应次数的直射构成，通过此求解高阶次反射信道直流增益，在多输入单输出系统中多个LED光源在接收端光功率进行叠加，推广到MIMO-OFDM系统中并求解信道脉冲响应矩阵，完成对MIMO-VLC信道建模优化。为了解决单LED光源布局导致接收平面接收光功率和照明强度分布不均匀的问题，利用阵列多LED光源代替单LED光源布局，这种方法能优化接收平面接收光功率和照明强度的分布。为了更大程度地减少接收光功率和照明强度的方差，提出在阵列LED光源发射端配备一组功率调节因子，并使用蚁群算法求解出最优的一组功率调节因子值，进一步提高接收平面接收光功

4、率和照明强度的分布均匀性。针对LED可见光通信系统中基于导频的信道估计问题，提出了一种自适应MIMO-OFDM可见光通信系统信道估计算法。首先确定信噪比的临界阈值，当信噪比低于临界阈值时，使用离散傅里叶变换改进最小均方误差信道估计算法。信噪比高于临界阈值，使用分布式压缩感知正交匹配追踪算法进行数据重构，进而估计和恢复信道脉冲响应矩阵。另外，在每章的最后对所提方法进行了仿真分析，仿真结果也验证了本文方案的可行性和有效性。关键词：信号处理，可见光通信，多输入多输出，信道建模，信道估计I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractVisi

5、blelightcommunication(VLC)basedonlightemittingdiodecanprovidehighrateandshort-distancecommunicationservices.Comparedwithwireless-fidelity,VLChasalotofadvantages,suchashighbandwidth,highspeed,noelectromagneticinterference,highsecurity,lowconstructioncosts.Usingmultipleinputmu

6、ltipleoutput(MIMO)andorthogonalfrequencydivisionmultiplextechnology(OFDM)canimproveVLCsystemcommunicationcapacityandspeed.TheperformancesofVLCsystemaremainlydeterminedbytheindoorwirelesschannelenvironment.ItisdifficulttoaccuratelyanalyzetheVLCsystembecausetheindoorwirelessch

7、annelstateisdynamicandunpredictable.ThekeytechnologiesoftheVLCchannelarechannelmodeling,channeloptimizationandchannelestimation.Therefore,theresearchonkeytechniquesofVLCchannelhasacertainresearchsignificanceandapplicationvalue.Itisdifficulttosolvehigh-orderreflectionwithtrad

8、itionalchannelmodelingmethod.Inordertosolvetheproblem,channelmodeloptimizat