MIMO-OFDM可見光通信系統(tǒng)模型及其自適應(yīng)信道估計的介紹

　　針對 LED 通信系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻信道估計數(shù)據(jù)恢復(fù)的問題，提出了基于信噪比的自適應(yīng)信道估計算法。通過對最小二乘法（LS）、最小均方誤差（MMSE）、離散傅里葉變換改進最小二乘法（LS-DFT）、離散傅里葉變換改進最小均方誤差（MMSE-DFT）以及分布式壓縮感知同步正交匹配追蹤（DCS-SOMP）等五種信道估計方法研究，確定了其信噪比的臨界閾值。低于臨界閾值時，采用 MMSE-DFT 進行信道估計；高于臨界閾值時，選用 DCS-SOMP 算法進行數(shù)據(jù)重構(gòu)并恢復(fù)信道脈沖響應(yīng)矩陣。仿真結(jié)果表明，當信噪比在 1-40dB 時， 所提算法與對比算法相比，均方誤差得到有效降低（從 2.95dB 到 15dB），LED 的通信服務(wù)品質(zhì)能得到提高。

　　MIMO-OFDM 可見光通信系統(tǒng)模型

　　OFDM 系統(tǒng)通過串并轉(zhuǎn)換將高速數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)變成低速數(shù)據(jù)流提升可見光通信系統(tǒng)的通信速率，同時結(jié)合 MIMO 增加可見光通信系統(tǒng)容量。OFDM 可見光通信系統(tǒng)中使用 16-QAM 調(diào)制，其信號在時域內(nèi)的幅度會有正值與負值。只需在 LED 驅(qū)動電路中加上直流偏置，使負值的 OFDM 信號轉(zhuǎn)化為正值，以確保 LED 光源的調(diào)制。加入直流偏置（Direct Current Bias， DC-bias）構(gòu)成直流偏置正交頻分復(fù)用信號（Direct Current Bias Optical Orthogonal CJL Frequency Division Multiplexing， DCO-OFDM） ，輸入的數(shù)據(jù)碼流經(jīng)串并轉(zhuǎn)換 （Serial-to-Parallel， S/P）變成多路信號，每一路 OFDM 信號驅(qū)動一組 LED 發(fā)光，經(jīng)過空間的傳輸?shù)竭_接收端。LED 可見光通信系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)，光電二極管 （Photodiode， PD）接收機不僅接收到本 LED 發(fā)射的光，而且接收到其他 LED 發(fā)射的光?；诖?，參考文獻［17］設(shè)計了 LED 的可見光 MIMO-OFDM 通信系統(tǒng)模型如圖 1 所示: