可见光通信室内信道建模及性能优化研究

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1、可见光通信室内信道建模及性能优化研究广州市汇源通信建设监理有限公司广东广州510620摘要：随着人们的牛.活质量逐渐提升，传统的无线通信技术难以满足人们的需求。通信用户的增加，使得现有的射频无线接入技术显现出疲态，传统的无线频带己经被各种新兴的无线技术瓜分殆尽。其中可见光通信技术是在新兴绿光源发光二极管迅速发展的基础上，对传统的无线通信技术的各项短板进行补救。基于此，在木文中对可将光通信室内信道进行建模，并分析其性能优化。关键词：可见光通信；室内信道建模；性能优化；研究前言：目前，可见光通信还存在着一些关键问题有待于解决，括通信技术受限于LED调

2、制带宽，不能实现超高的频率速率传输。在室内可见光信道建模方面缺乏针对性且基础性的研究。室内可见光信号的分布途径不能被及时改善等。这些问题的存在严重的制约着可见光通信技术的研究，所以木文立足于可见光通信室内信道建模，提出具有适应性的动态优化方案。1可见光通信室内信道建模1.1基木模型在最为基木的可见光通信系统中，光信号并不是凭空产生，而是由LED发射所需要的光信号。光信号在自由空间内传播时，被接收器接收到光信号，在该环节中需要光电探测器的帮助。接收器的功能有很多，一方面接收系统所需要的光信号，另一方面能够将杂散光有效的收集起来。杂散光的存在将会导致

3、通信系统中的信号表现变弱，杂散光也被称为光噪声。同时光滤波器也能够有效的降低光噪声所带来的负面影响［1］。在可见光通信系统中，为了提升信号的增益，需要采用光集中器作为接收信号增益的设备。基木的信道模型表达式为：在上式中，丫(t)——接收信号电流；——光信号检测器响应率；X(t)发送的光脉冲；h(t)冲击响应；N(t)加性高斯白噪声；卷积；可见光通信基木系统框图如下:图一可见光通信基本系统框图1.1.1对点直线链路在可见光通信系统中，光信号的接受与发射之间存在着两种接收形式,其中对点直线链路的信号拓扑形式比较好理解。信号的接收器与接收器之间的呈直线

4、，二者之间不存在信号障碍，收发器之间能够通过一束很窄的光束进行通信。在这样的通信模式下，要求收发器自身需要具冇较好的定向性，同吋该种链路配置能够降低环境杂散光对于接收器的实际干扰，信号衰减的程度比较低。但是直线型的信号传输下，该种点对链路对于阴影效应比较敏感［2】。1.1.2漫射链路漫射链路的信号线路设置与频射相似，在该种线路配置环节中，信号并不是通过一束光束照射出来，而是通过一个宽的立体角向四周辐射。在该种可见光通信技术下，设备配置具冇一定的移动性。并且该种设备自身不存在着多径衰落的问题，能够特定的空间内实现光信号的空间立体化的收集。1.2信道

5、描述在对室内可见光通信系统进行研究环节中，将一定数量的LED布置于天花板上，对VLC提供无线覆盖的区域进行可见光照射，在特定区域内所照射的平面应该达到一定的亮度，在此基础上要想提升数据传输的速率，需要具奋充足的光功率。从可见光通信系统中的接收脉冲响应的描述角度进行分析，传统的室内光信道包含多径传输影响下的波形畸变、误码率分析，与信道自身的脉冲的响应表现有关。可见光室内信道与传统的无线室内通信脉冲响应相似，在脉冲响应下，也会产生一定的波形畸变和误码率。在可见光通信系统中，对光信号实现调制,主要他通过调制、调解技术实现强制性的调制，以及实现直接性的检

6、测。在室内场景中，信道中的发射器、接收器以及任何可以被移动的物体在系统中的比特率都比较缓慢，不可能会发生多径衰变的情况［3］。在任何的线性是不变系统中，其基础的特征能够通过自身的冲击响应h(t)来表征。Si—一给定的发射源端特征；Rj—一接收端特征；E—一环境特征条件；;可见光通信系统中，发射器、接收器和反射器之间的几何关系图如下：图二发射器、接收器和反射器之间的几何关系图2可见光通信室内信道性能优化2.1信号分布优化伴随着多种可见光通信技术成果逐渐被研发，优化可见光通信室内信道系统，首先需要克服多径传播信道环节所可能出现的种种限制。由于多径信号

7、衰败的存在导致可见光系统中的信号分布严重失衡，在室内环境下，不能保障每一个位置能够获得统一性的通信表现。0前的可见光通信室内信道对于房间的尺、？、环境表面的反射特性等依赖性极高，光源的移动终端发生变化吋，其信号接收可能会发生差异性变化。对可见光信号分布进行优化，在智能技术的基础上，引入遗传算法和改进算法，对多个接入点的位置进行调整与优化，保障室内射频无线实现覆盖［4］。假设室内所有的LED灯所发相冋信号的波形，他们的幅度由独立比例因子进行缩放，为给定的接收端所接收到的信号进行重写，得到光信号与射频之间的光因子。LED照明灯与优化因子对应关系示意图

8、如下：图三LED照明灯与优化因子对应关系示意图2.2信噪比优化在可见光通信室内信道内，存在着很多位置的可见光发射器，这些发射器与光信号接