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室內可見光MIMO系統的金字塔形角度分集接收優化
Optimization of Pyramid Angle Diversity Reception for Indoor MIMO Visible Light Communication
投稿時間:2019-03-29  修訂日期:2019-03-29
DOI:
中文關鍵詞: 可見光通信  多輸入多輸出(MIMO)  角度分集  信道相關性  信道容量
英文關鍵詞: visible light communication  multi-input multi-output  angle diversity  channel correlation  channel capacity
基金項目:國家自然科學基金(61002013、11147014)、 湖北省自然科學基金(2014CFA051)資助項目。 ,宋成志<sup>*</sup>,呂云龍,侯金
作者單位E-mail
楊春勇 中南民族大學 電子信息工程學院 cyyang@mail.scuec.edu.cn 
宋成志 中南民族大學 電子信息工程學院 1048304027@qq.com 
呂云龍 中南民族大學 電子信息工程學院  
侯金 中南民族大學 電子信息工程學院  
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中文摘要:
      為增強室內可見光多輸入多輸出(MIMO)通信系統的空間復用增益并降低信道相關性,提出一種金字塔型角度分集接收機模型。采用光線追蹤分析方法建立室內系統模型及碼間干擾模型,分析MIMO系統接收平面碼間干擾(ISI)以及光功率分布。對接收機分集維度、旋轉角、傾斜角以及發光二極管(LED)和光電檢測器(PD)的空間布局進行多參數綜合優化,數值仿真結果表明,水平旋轉角為45°時,系統可獲得最大信道容量。對傳輸速率為100Mbps的傳輸系統,LED間距為1.7m,傾斜角為50°時,信道容量可達最大。通過對分集參數的優化,可有效增強信道分集增益,減少碼間干擾,提升接收的整體性能。
英文摘要:
      In order to enhance the spatial multiplexing gain and reduce the channel correlation in indoor visible multiple input multiple output (MIMO) communication, a pyramid angle diversity receiver model is proposed. Ray tracing method is adopted to establish the channel model and intersymbol interference(ISI) model. The ISI and optical power distribution of the receiving plane in MIMO system are analyzed, respectively. The diversity dimension, rotation angle, tilt angle, and spatial layout of light-emitting diodes (LEDs) and photodetectors (PDs) are optimized comprehensively. The numerical results show that when the horizontal rotation angle is 45°, the maximum channel capacity can be obtained. In the case of the transmission rate of system is 100Mbps, when the LED spacing is 1.7m and the tilt angle is 50°, the channel capacity can reach the maximum value. It is verified that the spatial multiplexing gain can be effectively enhanced, and the overall reception performance can be improved via optimizing the diversity parameters.
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