MIMO-VLC系统中信道特性研究

发布时间：2017-06-06 11:01

  本文关键词：MIMO-VLC系统中信道特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：白光LED具有亮度高、功耗低、可靠性好和寿命长等优点,其在商业上的应用越来越广泛。在21世纪,“绿色照明”和“绿色通信”的概念越来越深入人心,室内可见光通信(VLC:Visible Light Communication)技术由于其照明和通信的双重功能,近年来受到越来越多研究者的关注。目前白光LED的调制带宽较低,限制了系统的数据传输速率,为了获得吉比特的数据传输速率,研究者将多输入多输出技术(MIMO:Multiple Input Multiple Out)引入室内VLC系统,提出多输入多输出室内可见光通信(MIMO-VLC)系统。本文首先介绍了室内VLC技术的研究背景和意义,概述了室内可见光通信的基本原理,为了提高系统的数据传输速率,将MIMO技术引入到VLC系统中构成MIMO-VLC系统,介绍了成像MIMO-VLC和非成像MIMO-VLC的基本原理。接着,基于MIMO-VLC技术,研究了整个房间接收平面上的光照度和光功率分布。然后,重点研究了MIMO-VLC的信道特性,主要包括以下几个方面：1.MIMO-VLC系统脉冲响应分析与仿真。在深入研究了多种VLC脉冲响应算法,考虑算法复杂度和精确性的基础上,选用Carruthers提出的基于定点的非迭代脉冲响应算法对MIMO-VLC系统的脉冲响应特性进行了深入研究,分析了位于室内不同相对位置的LED阵列和探测器阵列的多径干扰情况；2.MIMO-VLC系统LED阵列布局优化研究。以VLC脉冲响应算法为基础,研究了在100Mbps数据传输速率下不同LED阵列配置的多径干扰分量的均值和方差,在此基础上,综合考虑MIMO-VLC系统通信和照明的双重功能,研究了不同LED阵列配置下系统的光功率和光照度分布,得出一种优化布局；3.研究了MIMO-VLC系统中,当LED阵列与探测器阵列位于对称位置时信道矩阵的秩的特性。分析表明,当LED阵列与探测器阵列位置对称时,信道矩阵仍然是满秩的；4.研究了信道矩阵的秩与接收机视场角(FOV：Field Of View)的关系。最后,总结论文工作,并展望下一阶段的工作。本文在深入研究MIMO-VLC系统的基础上,着眼于MIMO-VLC信道特性的研究,在此基础上探讨了室内MIMO-VLC系统的布局优化问题,对MIMO-VLC系统的设计具有指导意义,所得结论可以为MIMO-VLC系统的实现提供技术支持。
【关键词】：室内可见光通信 多输入多输出 信道特性 脉冲响应
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符号对照表12-14
• 缩略语对照表14-17
• 第一章 绪论17-23
• 1.1 研究背景与意义17-18
• 1.2 发展与现状18-20
• 1.3 论文工作及创新点20-23
• 第二章 室内MIMO-VLC技术概述23-47
• 2.1 室内VLC技术概述23-38
• 2.1.1 室内VLC系统发射端23-29
• 2.1.2 室内VLC信道模型29-34
• 2.1.3 室内VLC接收端34-36
• 2.1.4 室内VLC的不足和关键技术36-38
• 2.2 MIMO-VLC原理概述38-45
• 2.2.1 非成像MIMO-VLC系统38-40
• 2.2.2 成像MIMO-VLC系统40-42
• 2.2.3 MIMO-VLC系统光照度分布42-44
• 2.2.4 MIMO-VLC系统光功率分布44-45
• 2.3 本章小结45-47
• 第三章 MIMO-VLC系统信道特性研究47-79
• 3.1 MIMO-VLC脉冲响应分析47-72
• 3.1.1 建立信道模型48-49
• 3.1.2 计算脉冲响应49-50
• 3.1.3 仿真结果及分析50-72
• 3.2 MIMO-VLC收发位置对称与信道矩阵的秩72-75
• 3.3 FOV与矩阵的秩75-77
• 3.4 本章小结77-79
• 第四章 室内MIMO-VLC系统LED阵列布局优化79-93
• 4.1 室内MIMO-VLC系统LED阵列布局优化仿真环境79-82
• 4.2 室内MIMO-VLC系统多径干扰分析82-85
• 4.3 室内MIMO-VLC系统LED阵列布局优化光功率和光照度分析85-91
• 4.4 本章小结91-93
• 第五章 总结与展望93-95
• 参考文献95-99
• 致谢99-101
• 作者简介101

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