[发明专利]基于MIMO-OFDM调制的可见光通信系统及信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，具体是涉及一种基于MIMO-OFDM调制的可见光通信系统及信道估计方法。

背景技术

对于高速可见光通信，一般采用多载波的调制方式，例如OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）。为了进一步提高信道容量，L.Zeng提出了将MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）技术引入到可见光通信中，并分析了非成像光MIMO和成像光MIMO通信系统的性能，但缺乏合理有效的信道估计算法，L.Zeng中应用的信道估计算法需要准确已知接收机与各个发射机的间距、发射角度和接收角度，因此不适用于接收机在室内可移动的情况。而传统的信道均衡技术如最小均方误差算法，由于不适用于可见光通信系统的简单化要求，因此实用性不高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于MIMO-OFDM调制的可见光通信系统及信道估计方法，通过不同地时间选择不同的LED光源，发送训练序列，使得计算信道矩阵的表达式非常简单，遍历所有的LED发射光源，并依此接收计算，即可得出信道矩阵。

本发明提供一种基于MIMO-OFDM调制的可见光通信信道估计方法，包括以下步骤：

A、发送端有M个光源，M为≥2的整数，接收端有M个接收探测器，设计具有特定帧结构的数据帧，并调制到各个光源上，所述数据帧包括由若干训练符号X组成的训练序列和数据符号D，具有以下2个特征：

（1）训练序列和数据符号D都采用OFDM调制，且只在调制数据符号D的子载波上调制训练符号X，收发端都已知，训练序列在时间上处在数据符号D的前面；

（2）设有L个循环，L为≥1的整数，每个循环包含M个OFDM符号持续时间，在第l个循环的第m个OFDM符号持续时间，只有第m个光源发送调制后的训练符号X，其他光源发送全零的信息，l=1、2、…、L，m=1、2、…、M；

B、将上述数据帧中的训练序列，经过数模转换和电光转换，转换为光信号，经过发送端M个光源一起发送；

C、接收端的M个接收探测器分别接收M个光源发送的训练序列，得到上述光信号；

D、接收探测器对该光信号进行光电转换和模数转换，得到数字电信号，并进行帧同步和离散傅里叶变换，得到频域信号；

E、根据上述接收到的频域信号和训练符号X，计算信道矩阵，得出信道频域响应，具体计算过程如下：