基于微LED阵列的MIMO可见光通信系统研究

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微LED与普通LED相比,具有光电转换率高,发光强度大,调制带宽宽等特点,因此,国际上开始采用微LED阵列代替普通LED阵列应用于可见光通信。目前,采用微LED阵列的可见光通信系统,通信速率已达到几至十几Gbit/s但是,由于微LED的体积小,单位面积上的LED光源数量为普通LED阵列的成百上千倍,导致直视链路中的多径效应非常明显,影响通信质量。为解决这个问题,本文提出了基于位置反馈的直视链路多径效应抑制方法,并建立了微LED阵列的通信系统模型,利用建立的系统模型进行仿真验证该方法的有效性。本文从单个普通LED的光源模型分析入手,建立普通LED阵列的光源模型。在普通LED阵列模型基础上,针对微LED光源的特点改变半功率角等模型参数,建立微LED的光源模型。利用该光源模型和现有的可见光直视链路和漫反射链路的信道模型进行系统仿真,得到微LED阵列通信系统的频域响应与时域响应以及各处信噪比。通过分析仿真结果,针对多径效应导致高误码率的现象,提出基于位置与姿态反馈的方法抑制多径效应。最后将其与现有的单独采用OFDM调制抑制多径效应的方法比较,多径效应引起的误码率由2×10-4降低到了10-9,证明了本文提出的抑制方法对抑制多径效应的有效性。本文建立的微LED阵列的通信系统模型为以后微LED阵列通信的研究提供了一个进行理论仿真的基础平台。利用该平台检验了本文提出的基于位姿反馈的直视链路多径效应抑制方法。检验结果证明了该方法能有效抑制多径效应,减小码问串扰,降低误码率,为久未解决的直视链路多径效应干扰抑制问题提供了一种有效的解决方案。
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