室内MIMO可见光通信信道的多径特性分析

发布时间：2017-08-09 23:10

  本文关键词：室内MIMO可见光通信信道的多径特性分析

  更多相关文章： 可见光通信 多输入多输出 多径反射 信道模型 接收特性

【摘要】：可见光通信(Visible Light Communication,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(Multiple Input Multiple Output)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(Single Input Single Output,SISO)的信道进行理论分析,引入MIMO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(Root Mean Square,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 多输入多输出 多径反射 信道模型 接收特性
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 可见光通信的课题背景及研究意义8-9
• 1.2 可见光通信系统概述9-11
• 1.3 可见光通信系统的技术热点11-13
• 1.4 国内外的研究进展13-15
• 1.5 本论文的研究内容及文章结构15-17
• 第二章 室内可见光MIMO技术17-27
• 2.1 无线光MIMO技术的背景17-18
• 2.2 无线光MIMO技术的分类18-20
• 2.3 无线光MIMO技术的空时编码分类20-22
• 2.4 MIMO可见光通信的系统模型22-25
• 2.5 MIMO可见光通信的研究现状及优点25-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第三章 室内MIMO可见光通信信道模型27-42
• 3.1 MIMO可见光通信的收发端设计27-33
• 3.1.1 发射端白光LED的辐射模型27-30
• 3.1.2 发射端阵列光照分布30-32
• 3.1.3 接收端探测器的主要特性32-33
• 3.2 MIMO可见光通信信道理论分析33-35
• 3.2.1 SISO可见光信道33-34
• 3.2.2 MIMO可见光信道34-35
• 3.3 MIMO可见光通信信道建模及仿真35-41
• 3.3.1 直射信道模型36-38
• 3.3.2 非直射信道模型38-40
• 3.3.3 MIMO可见光通信信道容量40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 室内MIMO可见光多径接收特性研究42-61
• 4.1 MIMO信道的多径干扰42-46
• 4.1.1 室内多径效应的成因42-44
• 4.1.2 室内均方根时延44-46
• 4.2 信噪比和误码率的理论分析46-47
• 4.3 接收面位置与接收特性的关系47-52
• 4.3.1 探测器间距及尺寸49-50
• 4.3.2 归一化信道增益50-51
• 4.3.3 信噪比和误码率51-52
• 4.4 接收面旋转与接收特性的关系52-56
• 4.4.1 接收面横向旋转52-54
• 4.4.2 接收面纵向旋转54-56
• 4.5 减弱多径效应的解决方案56-60
• 4.5.1 发射端减弱多径效应56-57
• 4.5.2 接收端减弱多径效应57-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第五章 总结与展望61-64
• 5.1 论文研究工作总结61-62
• 5.2 未来研究发展方向62-64
• 参考文献64-68
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文68-69
• 致谢69

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郭树理,段志生,黄琳;MIMO连续系统中可交换矩阵的充要条件[J];电机与控制学报;2001年03期

2 凌睿;柴毅;;MIMO非线性不确定系统二阶滑模控制[J];计算机工程与应用;2009年36期

3 李征;刘南;陶欢;;MIMO雷达对分布式目标测向研究[J];火控雷达技术;2008年03期

4 饶文元,戴利云,王军选;MIMO通信中的分集与复用[J];北京电子科技学院学报;2004年04期

5 苏晓东;;MIMO无线信道的测量[J];信息技术;2009年07期

6 杨明磊;陈伯孝;齐飞林;张守宏;;多载频MIMO雷达的模糊函数[J];系统工程与电子技术;2009年01期

7 陈永辉;朱光喜;王德胜;;一种基于协作MIMO的Relay-STBC-HARQ策略及其性能分析[J];微电子学与计算机;2009年07期

8 马鹏;王伟;张剑云;;非合作源MIMO雷达的多目标定位与参数估计[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年01期

9 肖文书;;MIMO雷达中的信号检测[J];电子学报;2010年03期

10 关雪梅;陈纯锴;;基于MIMO的垂直分层空时码检测算法研究[J];电信科学;2010年08期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 满化录;刘中仁;;一类MIMO对象的鲁棒模型参考自适应控制[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

2 李宇;王彪;黄海宁;李淑秋;张春华;;MIMO探测声纳研究[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集（下）[C];2007年

3 顾敬民;梁涛;于勇;;一种新的MIMO发射功率分配算法研究[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年

4 张亚婷;席安安;黄志忠;;新体制MIMO数字阵列雷达的发展及其应用[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年

5 王中鹏;吴伟陵;;MIMO通信系统在相关信道下的性能分析[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年

6 李常青;卢满宏;谌明;;MIMO在火星探测中的应用研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第十届学术年会论文集[C];2013年

7 张蕾;李道本;;基于空间概念的MIMO容量及功率分配方案[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年

8 车斌;颜罡;钱澄;;应用于移动终端的方向图可重构MIMO天线[A];2009年全国微波毫米波会议论文集（下册）[C];2009年

9 李海强;李颖;张元龙;;多用户MIMO中继通信系统中的网络预编码方案[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年

10 张志勇;孙季丰;;基于SMC的MIMO快时变平坦信道盲跟踪[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 本报记者 柴莎莎;MIMO芯片的4×4高速挡[N];网络世界;2010年

2 ;安捷伦推出MIMO接收机测试仪[N];人民邮电;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王夏男;多用户MIMO中继系统的干扰消除技术研究[D];北京邮电大学;2015年

2 巩朋成;MIMO雷达波形优化与参数估计方法研究[D];电子科技大学;2014年

3 汪霜玲;MIMO雷达目标检测与波形设计及在天波超视距雷达中的应用[D];电子科技大学;2014年

4 朱江章;MIMO宽带无线通信中的空时信号处理与信道估计研究[D];湖南大学;2007年

5 孙继禹;MIMO雷达成像的电磁分析与模拟[D];哈尔滨工程大学;2012年

6 于晓燕;双选择性信道与空间相关信道下MIMO无线通信系统中的信道估计[D];东南大学;2006年

7 车小林;MIMO无线通信系统的预处理和频域均衡技术研究[D];上海交通大学;2009年

8 熊飞;分布式天线系统中信道测量和MIMO传输技术研究[D];北京邮电大学;2011年

9 肖雳;无源和有源MIMO天线性能的关键指标研究及测试验证[D];北京邮电大学;2013年

10 程波;无线传感器网络虚拟MIMO接收技术研究[D];华中科技大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 何云瑞;TD-LTE小基站下行MIMO与资源映射研究及实现[D];北京交通大学;2016年

2 于凯;5G移动通信系统中3D MIMO的波束形成[D];大连海事大学;2016年

3 潘云强;MIMO无线通信系统中信道与干扰协方差阵估计方法研究[D];东南大学;2015年

4 连腾腾;多小区多用户大规模MIMO导频复用传输方法研究[D];东南大学;2015年

5 周二宁;基于联合参数估计的MIMO雷达近场目标定位方法研究[D];吉林大学;2016年

6 阳析;大规模MIMO传输关键技术与原型验证[D];东南大学;2015年

7 许月;面向IEEE 802.11ac射频一致性测试的MIMO检测技术的研究与应用[D];东南大学;2016年

8 朱承志;大规模MIMO无线通信系统信道估计方法研究[D];东南大学;2016年

9 张凯丽;MIMO雷达目标探测新方法研究[D];电子科技大学;2016年

10 车晓杰;室内MIMO可见光通信信道的多径特性分析[D];南京邮电大学;2016年

，

本文编号：647746