基于DSP的MIMO室内可见光通信

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1、基于DSP的MIMO室内可见光通信CONTENTSMIMO1DSP的存储器2DSP的算法格式3VLC4MIMOandDSPinVLC5WhatisMIMO？多输入多输出（Multi-inputMulti-output ;MIMO）是一种用来描述多天线无线通信系统的抽象数学模型，能利用发射端的多个天线各自独立发送信号，同时在接收端用多个天线接收并恢复原信息。多天线来抑制信道衰落。单输入单输出系统（SISO）单输入多输出系统（SIMO）多输入单输出系统（MISO）HowMIMOworked？由于MIMO可以在

2、不需要增加带宽或总发送功率耗损的情况下大幅地增加系统的数据吞吐量及发送距离。MIMO的核心概念为利用多根发射天线与多根接收天线所提供之空间自由度来有效提升无线通信系统之频谱效率，以提升传输速率并改善通信质量。空分复用空间分集波束赋形预编码空分复用（spatialmultiplexing）：工作在MIMO天线配置下，能够在不增加带宽的条件下，相比SISO系统成倍地提升信息传输速率，从而极大地提高了频谱利用率。在发射端，高速率的数据流被分区为多个较低速率的子数据流，不同的子数据流在不同的发射天线上在相同频段上

3、发射出去。如果发射端与接收端的天线阵列之间构成的空域子信道足够不同，即能够在时域和频域之外额外提供空域的维度，使得在不同发射天线上传送的信号之间能够相互区别，因此接收机能够区分出这些并行的子数据流，而不需付出额外的频率或者时间资源。空间复用技术在高信噪比条件下能够极大提高信道容量，并且能够在“开环”，即发射端无法获得信道信息的条件下使用。Foschini等人提出的“贝尔实验室分层空时”（BLAST）是典型的空间复用技术。空间分集（spatialdiversity）：利用发射或接收端的多根天线所提供的多重传

4、输途径发送相同的数据，以增强数据的传输质量。波束赋形（beamforming）：借由多根天线产生一个具有指向性的波束，将能量集中在欲传输的方向，增加信号质量，并减少与其他用户间的干扰DSP（数字信号处理器）——CPU冯·诺依曼结构只有一个存储器空间、一套地址总线和一套数据总线；指令、数据都存放在这个存储器空间中，统一分配地址，所以处理器必须分时访问程序和数据空间。通常，做一次乘法会发生4次存储器访问，用掉至少4个指令周期。哈佛结构并行体系结构，程序和数据存于不同的存储器空间，每个存储器空间独立编址、独立访

5、问。DSP采用了程序存储器空间和数据存储器空间分开的哈佛结构和多套地址、数据总线。并且，DSP可以同时取指令（程序）和取操作数（数据）使得更容易实现单周期乘法运算。DSP（数字信号处理器）——算法格式定点算法（大多数DSP处理器）价格便宜，功耗较低，但是运算精度稍低数据宽度可以为16位、20位、24位或32位浮点算法运算精度高，但是价格昂贵，功耗较大数据宽度一般为32位对于相同算法格式的DSP数据宽度越大，精度越高。数据宽度越宽，DSP尺寸越大，引脚越多，存储器的要求越高。WhatisVLC？可见光通信（

6、visiblelightcommunication）VLC是利用LED等可见光源以肉眼感觉不到的告诉明暗闪烁来传输数字信息的一种通信方式。Compare（传统的射频通信和其他光无线通信）①安全保密、②发射功率高、③无需无线电频谱证④迎合了人们不同的需求MIMOandDSPinVLCMIMO技术可以通过学习信道矩阵，定量信道间的串扰，用来估计传输数据，从而降低系统对物理准直的要求数据采集过程中运用直接存储器访问方式，在没有CPU参与的情况下独立完成映射存储空间中数据的搬移，从而节省整个系统的时间；系统原理室

7、内可见光通信系统典型结构有基于非成像式和成像式接收机的MIMO系统两种。系统采用LED阵列作为发射端，信号经过特定的调制方式加载到LED阵列上，且同时以多路光通道的形式发射出去。系统的接收端是由光电探测器件所组成的多天线阵列。该阵列可同时接收到多路LED光信号。探测器接收到的信号经过放大电路对信号进行放大。放大后的信号接入DSP进行运算和处理最终恢复出发射端的原始数据。关于光通信的研究，还在继续，我们期待光产品给我们带来的更多惊喜。谢谢观看