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室内可见光通信中的自适应STBC MIMO-OFDM系统设计

郭心悦 李双双 郭阳 肖江南

郭心悦, 李双双, 郭阳, 肖江南. 室内可见光通信中的自适应STBC MIMO-OFDM系统设计[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(2): 222001-0222001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0222001
引用本文: 郭心悦, 李双双, 郭阳, 肖江南. 室内可见光通信中的自适应STBC MIMO-OFDM系统设计[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(2): 222001-0222001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0222001
Guo Xinyue, Li Shuangshuang, Guo Yang, Xiao Jiangnan. Adaptive STBC MIMO-OFDM system design for indoor visible light communications[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(2): 222001-0222001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0222001
Citation: Guo Xinyue, Li Shuangshuang, Guo Yang, Xiao Jiangnan. Adaptive STBC MIMO-OFDM system design for indoor visible light communications[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(2): 222001-0222001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0222001

室内可见光通信中的自适应STBC MIMO-OFDM系统设计

doi: 10.3788/IRLA201847.0222001
基金项目: 

国家自然科学基金青年科学基金(61501296)

详细信息
    作者简介:

    郭心悦(1981-),女,讲师,博士,主要从事无线信号处理方面的研究。Email:xinyueguo@usst.edu.cn

  • 中图分类号: TN929.12

Adaptive STBC MIMO-OFDM system design for indoor visible light communications

  • 摘要: 提出基于空时块码(STBC)调制的自适应多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)可见光通信(VLC)系统,该系统能够克服MIMO信道相关性并实现可靠通信。同时,引入功率比特分配(PBA)与OFDM相结合,以适应信道传输条件从而有效提高频谱效率。通过搭建一个22的MIMOOFDM VLC演示系统,实现了80 cm距离的传输,实验中测得的误码率始终保持在7%的前向纠错阈值3.810-3之下。实验结果表明,STBC MIMO-OFDM系统对MIMO信道相关性鲁棒,且PBA的应用能够大幅度提高数据速率。
  • [1] Shen Zhenmin, Lan Tian, Wang Yun. Simulation and analysis for indoor visible-light communication based on LED[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(8):2496-2500. (in Chinese)
    [2] Pathak P H, Feng X, Hu P, et al. Visible light communication, networking, and sensing:a survey, potential and challenges[J]. IEEE Communications Surveys Tutorials, 2015, 17(4):2047-2076.
    [3] Mesleh R, Elgala H, Haas H. Optical spatial modulation[J]. IEEE/OSA Journal of Optical Communications Networking, 2011, 3(3):234-244.
    [4] Chi N, Wang Y, Wang Y, et al. Ultra high speed single red-green-blue light-emitting diode based visible light communication system utilizing advanced modulation formats[J]. Chinese Optics Letters, 2014, 12(1):22-25.
    [5] Huang X, Wang Z, Shi J, et al. 1.6 Gbit/s phosphorescent white LED based VLC transmission using a cascaded pre-equalization circuit and a differential outputs PIN receiver[J]. Optics Express, 2015, 23(17):22034-22042.
    [6] Deng L, Fan Y. Research on the performance of indoor visible light non-DC-biased OFDM system based on color/frequency/space three-dimension resources multiplexing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(7):0722002. (in Chinese)
    [7] Wang Y, Chi N, Wang Y, et al. High-speed quasi-balanced detection OFDM in visible light communication[J]. Optics Express, 2013, 21(23):27558-27564.
    [8] Bykhovsky D, Arnon S. An experimental comparison of different bit-and-power-allocation algorithms for DCO-OFDM[J]. Journal of Lightwave Technology, 2014, 32(8):1559-1564.
    [9] Guo X, Li X. Experimental demonstration of an adaptive orthogonal frequency division multiplexing visible light communication system[J]. Chinese Optics Letters, 2016, 14(11):23-27.
    [10] Wang Y, Chi N. Demonstration of high-speed 22 non-imaging MIMO Nyquist single carrier visible light communication with frequency domain equalization[J]. Journal of Lightwave Technology, 2014, 32(11):2087-2093.
    [11] Zeng L, O' Brien D C, Minh H L, et al. High data rate multiple input multiple output (MIMO) optical wireless communications using white LED lighting[J]. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2009, 27(9):1654-1662.
    [12] Hong Y, Wu T, Chen L. On the performance of adaptive MIMO-OFDM indoor visible light communications[J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2016, 28(8):907-910.
    [13] Uysal M, Georghiades C N. Effect of spatial fading correlation on performance of space-time codes[J]. Electronics Letters, 2001, 37(3):181-183.
    [14] Wei C, Wu F, Chen Z, et al. Indoor VLC system with multiple LEDs of different path lengths employing space-time block-coded DMT/CAP modulation[J]. IEEE/OSA Journal of Optical Communications Networking, 2015, 7(3):459-466.
    [15] Simon M K, Vilnrotter V A. Alamouti-type space-time coding for free-space optical communication with direct detection[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2005, 4(1):35-39.
    [16] Shi J, Wang Y, Chi N, et al. Enhanced performance using STBC aided coding for LED-based multiple input single output visible light communication network[J]. Microwave Optical Technology Letters, 2015, 57(12):2943-2946.
    [17] Wang Y, Wang Y, Chi N. Experimental verification of performance improvement for a gigabit wavelength division multiplexing visible light communication system utilizing asymmetrically clipped optical orthogonal frequency division multiplexing[J]. Photonics Research, 2014, 2(5):138-142.
    [18] Heath R W, Paulraj A J. Switching between diversity and multiplexing in MIMO systems[J]. IEEE Transactions on Communications, 2005, 53(6):962-968.
  • [1] 赵倩, 周冬明, 杨浩, 王长城, 李淼.  结合多尺度特征融合和多输入多输出编-解码器的去模糊算法 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220018-1-20220018-13. doi: 10.3788/IRLA20220018
    [2] 赵双易, 莫琼花, 汪百前, 臧志刚.  无机钙钛矿白光LED及可见光通信研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210772-1-20210772-20. doi: 10.3788/IRLA20210772
    [3] 张峰, 梁渊博, 赵黎, 梁源.  基于非正交多址的室内可见光通信系统性能优化方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210101-1-20210101-7. doi: 10.3788/IRLA20210101
    [4] 蒋红艳, 仇洪冰, 何宁, 吴越, Zahir Ahmad, Sujan Rajbhandari.  对数正态分布衰落下的光OFDM水下可见光通信空间分集系统 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203008-0203008. doi: 10.3788/IRLA202049.0203008
    [5] 戴进墩, 刘亚东, 毛先胤, 盛戈皞, 江秀臣.  基于FDST和双通道PCNN的红外与可见光图像融合 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 204001-0204001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0204001
    [6] 赵黎, 朱彤, 霍杰, 张峰.  可见光MIMO通信系统中级联编码的应用 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 322002-0322002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0322002
    [7] 魏有财, 宋小庆, 赵梓旭, 王慕煜.  室内VLC白光LED调制带宽拓展 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 920004-0920004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0920004
    [8] 朱彤, 赵黎, 刘智港, 张峰.  兼顾照明的可见光MIMO通信系统模型 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 822001-0822001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0822001
    [9] 赵黎, 彭恺, 焦晓露.  室内VLC系统光源布局设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1122001-1122001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1122001
    [10] 宋小庆, 魏有财, 赵梓旭, 王慕煜.  VLC系统偏置电流对LED调制带宽的影响分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1222007-1222007(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1222007
    [11] 赵梓旭, 宋小庆, 贾胜杰, 魏有财, 王慕煜.  车内多LED光源阵列分布通信系统信道研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 922006-0922006(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0922006
    [12] 陈颖聪, 文尚胜, 关伟鹏, 邓智聪, 向昌明.  室内可见光异步定位系统光学边界研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1222001-1222001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1222001
    [13] 赵梓旭, 宋小庆, 贾胜杰, 魏有财, 王慕煜.  特种车内可见光通信系统光源布局优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 122001-0122001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0122001
    [14] 王惠琴, 肖博, 孙剑锋, 贾非, 曹明华.  适合于强度调制/直接检测式大气激光通信的空时网格码 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 622003-0622003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0622003
    [15] 邓莉君, 樊养余.  色/频/空三维资源复用的室内可见光非直流偏置OFDM系统性能研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 722002-0722002(10). doi: 10.3788/IRLA201645.0722002
    [16] 沈振民, 蓝天, 刘国彦, 李湘, 倪国强.  包含非视距链路的室内可见光通信倾角式光学接收端的设计与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2783-2788.
    [17] 沈振民, 蓝天, 王云, 王龙辉, 倪国强.  基于LED 灯的室内可见光通信系统仿真分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2496-2500.
    [18] 郭倩, 蓝天, 朱祺, 倪国强.  室内可见光通信APD 探测电路的设计与实现 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 731-735.
    [19] 柯熙政, 谌娟, 陈丹.  无线光通信中的空时编码研究进展(四) . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2765-2771.
    [20] 柯熙政, 袁蕾, 李芳.  无线光通信中的空时编码研究进展(二) . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2137-2145.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-05
  • 修回日期:  2017-10-03
  • 刊出日期:  2018-02-25

室内可见光通信中的自适应STBC MIMO-OFDM系统设计

doi: 10.3788/IRLA201847.0222001
    作者简介:

    郭心悦(1981-),女,讲师,博士,主要从事无线信号处理方面的研究。Email:xinyueguo@usst.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金(61501296)

  • 中图分类号: TN929.12

摘要: 提出基于空时块码(STBC)调制的自适应多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)可见光通信(VLC)系统,该系统能够克服MIMO信道相关性并实现可靠通信。同时,引入功率比特分配(PBA)与OFDM相结合,以适应信道传输条件从而有效提高频谱效率。通过搭建一个22的MIMOOFDM VLC演示系统,实现了80 cm距离的传输,实验中测得的误码率始终保持在7%的前向纠错阈值3.810-3之下。实验结果表明,STBC MIMO-OFDM系统对MIMO信道相关性鲁棒,且PBA的应用能够大幅度提高数据速率。

English Abstract

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