引用本文:

张娜,任青青,何建强. 基于自适应调制、信道估计和编码的MIMO-OFDM VLC系统[J]. 光通信技术,2021,45(5):59-62.

基于自适应调制、信道估计和编码的MIMO-OFDM VLC系统

张 娜,任青青,何建强

(商洛学院 电子信息与电气工程学院,陕西 商洛 726000)

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摘要:针对现有的可见光通信(VLC)系统中发光二极管(LED)限制了传输速率的问题,根据接收端的信噪比(SNR)和设定的误码率(BER),提出一种自适应地选择调制方式、调制阶数、信道估计算法及编码方式的VLC系统,并用Monte Carlo方法进行仿真研究。仿真结果表明:在一定的SNR范畴内并保证系统BER的前提下,VLC系统采用自适应调制、信道估计及编码方式,能充分利用频谱资源,使传输速率与信道容量达到最大化。

关键词:可见光通信;多入多出-正交频分复用;自适应调制;自适应编码

中图分类号:TN929.12 文献标志码:文章编号:1002-5561(2021)05-0059-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.05.013

0 引言
       随着发光二极管(LED)与无线光通信的结合,基于LED的可见光通信(VLC)受到人们的广泛关注。VLC是利用LED发出的光线强度变化来传递信息与照明[1-2]。与传统无线通信相比,VLC具有频谱资源丰富、安全和绿色节能等特性,是未来移动通信无线网络的发展趋势,可推广应用于智能家居、智能交通和无线接入等场景[3-6]。现有的VLC最主要的问题是LED有限的带宽限制了传输速率的提高。
  多入多出(MIMO)技术在不增加发送功率、信道带宽的前提下,能够提高信道的容量与传输速率[7-9];正交频分复用(OFDM)技术将信道分解成多个正交的信道,能提高频谱的利用率,并能有效地减小码间串扰(ISI)对系统的影响[10-12]。基于此,本文将MIMO技术与OFDM技术相结合,根据接收端的信道估计和噪声方差估计结果,求出每个子信道上接收的信噪比(SNR),然后根据SNR和设定的目标误码率(BER)自适应选择信道估计方法、调制方式、调制阶数及编码方式,使得系统在可接受的BER下,能充分利用频谱利用率,提高VLC系统的容量和传输速率。

5 结束语
       本文提出了一种自适应调制、信道估计及编码的MIMO-OFDM VLC系统,依据计算出每个子信道上的SNR、设定的目标BER及发送信号功率的实际值和接收信号的预估值之间的MSE,自适应地选择调制方式、阶数、编码方式及信道估计方式,并反馈回发送端。实验结果表明:在保证系统安全、可靠传输的条件下,采用自适应方案更能有效地利用频谱资源,提升系统的传输速率。