室内可见光通信多径信道建模及MIMO-ACO-OFDM系统性能分析

当通信速率较高时，室内光信号的多径效应不可忽视，当发送端存在时间弥散性时，提出一种室内可见光通信多输入多输出（VLC-MIMO）多径衰落信道建模方法。由于光正交频分复用（OFDM）技术能有效抵抗码间干扰，故将非对称限幅光OFDM（ACO-OFDM）和MIMO相结合，建立MIMO-ACO-OFDM系统。用迭代法计算每对LED和光电探测器（PD）之间的冲激响应，连接LED和PD阵列的几何中心作为等效视线传输（LOS）信道，建立了多径信道模型。分析表明，当PD在房间中间时多径信道路径增益大，多径干扰弱；当PD在墙角时信号衰减大，多径干扰强。采用迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）检测，理论推导了系统误码率性能，建立了蒙特卡罗仿真模型。仿真表明，低阶调制时系统有更好的性能。当调制阶数小于64时，MMSE比ZF更有优势，随着信噪比增大两中检测方法得到的系统性能趋于相同；当LED半功率角变小时光束会聚强，PD在房间中心时性能最好，越往墙边性能越差；当PD视场角变小时，虽然在房间中心时接收功率不变，但多径干扰变弱性能变好。