多输入多输出可见光通信的天线布局研究  

Research of antenna layouts in multiple-input multiple-output visible light communication

作　　者：呼树同 张建勇[1,2] 

机构地区：[1]北京交通大学光波技术研究所,北京100044 [2]北京交通大学全光网络与现代通信网教育部重点实验室,北京100044

出　　处：《光电子．激光》2015年第10期1908-1915,共8页Journal of Optoelectronics·Laser

基　　金：国家自然科学基金(61102048);中央高校基本科研业务费专项资金(2015JBM007);北京交通大学人才基金(2006RC022)资助项目

摘　　要：通过改变LED及光电探测器(PD)的空间分布,得到不同的天线布局,同时通过改变LED间距dTX、发射端和接收端平面的高度差h等条件,得到了不同的信道传输矩阵H,仿真分析了以上各种情况下的室内可见光通信系统(VLC)的性能。结果表明,影响VLC性能的关键参数包含最小欧式距离dmin和行列式Det(H)。根据系统的关键参数,将天线布局分为圆形布局和格点布局两类,圆形布局是指所有LED或PD均匀地分布在一个圆上,而格点布局是指所有LED或PD均分布在二维平面中的格点上。仿真结果表明,当dTX变化时,在采用圆形布局的系统中,行列式Det(H)是影响误码率(BER)的关键因素;在采用格点布局的系统中,dmin和Det(H)均是影响系统误码率的关键因素,但在dTX的一定范围内dmin是决定系统性能的关键因素。而当h发生变化时Det(H)是影响系统性能的关键因素。This paper analyzes the performance of various indoor visible light communication （VLC） sys- tems with different channel matrix H of various parameters, such as the distance between light emitting diodes （LEDs） dTx, the height between the transmitters plane and receivers plane h,and different anten- na layouts by changing the spatial distribution of LEDs and photo-detectors （PDs）. Based on the simula- tion results,the key factors,which are critical to the performance of VLC systems, consist of the mini- mum Euclidean distance d^n and the determinant Det（H）. According to these key factors, the antenna layouts are divided into two categories, namely the circular layout and lattice layout. As shown in the simulation results,if dxx is variable and h is fixed,Det（H） is critical to the bit error rate （BER） of the system with a circular layout,while dmin and Det（H） are critical to the BER of a system with a lattice layout. Moreover,dmin is the critical factor if dTx is within a certain range. If h is variable and dTx is fixed,Det（H） is the critical factor for the system performance.

关 键 词：可见光通信(VLC) 多输入多输出(MIMO) 天线布局 圆形布局 格点布局 

分 类 号：TN929.1[电子电信—通信与信息系统]