一种多孔径接收器的设计及其可见光通信系统
2021-03-11雷新颖
雷新颖,王 成
(西安航空学院 电子工程学院,西安 710077)
0 引 言
得益于LED的快速发展和大量使用,可见光通信[1](visible light communication, VLC)与无线电频率实现了技术上的互补[2]。虽然多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)通信是射频(radio frequency,RF)通信系统中较为成熟的一项技术。然而,由于强度调制-直接检测[3](intensity-modulated direct-detection,IM/DD)信道不能提供富散射环境,因此,设计室内VLC的有效MIMO系统依然是一个亟待解决的难题。
一般情况下,光功率与接收器位置变化非常缓慢[4],为了实现分集,光电探测器(photo-detector, PD)必须以很宽的间隔排列,或者系统提供一些角度分集。当小型接收器内PD的朝向相同时,会导致病态信道矩阵。为改善信道矩阵的条件,研究人员已经提出了很多接收器设计。如文献[5]利用空间域在可见光无线通信中传输复值调制符号。其思想是使用多个发光二极管(light emitting diode,LED)来传送复杂调制符号的实部和虚部及其符号信息,或者交替地传送复杂符号的幅度和相位。文献[6]提出基于6个棱镜阵列接收器的MIMO通信系统,通过每个棱镜的几何形状和棱镜相对于光发射机的方向决定信道矩阵元素。从棱镜的角度、接收面的纵横比和接收机的方向、距离等方面导出通道增益。但是,该设计会造成大量功率损耗。文献[7]提出了一种基于人工神经元网络的接收系统,采用角度分集接收技术采集信号,并通过神经元网络对多组数据进行合并优化构成总的输出信号[7]。这是一种较为传统的角度分集接收器,容易受视场角限制,形成一些接收死角,增加了总体误码率。……
