文章在室內(nèi)多小區(qū)可見光通信（VLC）系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一種使用視場角（FOV）不同的兩種光電二極管（PD）的角度分集光接收機(jī)（2FOV-ADR）,并且以面積頻譜效率（ASE）最大化為目標(biāo)進(jìn)一步對接收機(jī)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,包括接收機(jī)PD的仰角以及采用的合并方式�？紤]了4種合并方案,即等增益合并（EGC）、選擇合并（SBC）、最大比合并（MRC）和最小均方誤差（MMSE）合并。作為對比,也仿真了單PD接收機(jī)（SR）和傳統(tǒng)角度分集接收機(jī)（ADR）的室內(nèi)信干噪比（SINR）分布及ASE性能。仿真結(jié)果表明,2FOV-ADR極大地改善了室內(nèi)SINR分布,相比于單PD接收機(jī)和傳統(tǒng)ADR,小區(qū)邊緣位置處的SINR分別得到30和20 dB的改善,并且在不同用戶數(shù)下,2FOV-ADR都具有最高的ASE。因此,2FOV-ADR可以實(shí)現(xiàn)比單PD接收機(jī)和傳統(tǒng)ADR更優(yōu)的性能。 

【文章來源】：光通信研究. 2020,(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【圖文】：

室內(nèi)多小區(qū)VLC系統(tǒng)模型

傳統(tǒng)ADR和2FOV-ADR結(jié)構(gòu)圖

ASE隨接收機(jī)仰角β的變化曲線如圖3所示。由圖可知,使用EGC時兩種接收機(jī)均得到較低的ASE,并且ASE隨β的增大而下降,傳統(tǒng)ADR在β=0°時,最高ASE在2.00 bit/s/Hz/m2以下;2FOV-ADR在β=0°時,最高ASE為2.00 bit/s/Hz/m2。相比于EGC,使用SBC、MRC和MMSE合并所能達(dá)到的最高ASE均有較大提升,在這3種合并方式下,ASE隨β的增大顯示出先增后降的趨勢,因此存在一個最優(yōu)β使得ASE達(dá)到最大。對于傳統(tǒng)ADR,使用SBC在β=12°時ASE達(dá)到最大為2.40 bit/s/Hz/m2;使用MRC在β=13°時ASE達(dá)到最大為2.55 bit/s/Hz/m2;使用MMSE合并在β=11°時ASE達(dá)到最大為2.62 bit/s/Hz/m2。對于2FOV-ADR,使用SBC在β=15°時ASE達(dá)到最大為2.57 bit/s/Hz/m2;使用MRC在β=8°時,最高ASE為2.80 bit/s/Hz/m2;使用MMSE合并在β=8°時ASE達(dá)到最大為2.82 bit/s/Hz/m2。由圖3的仿真結(jié)果可知,對于傳統(tǒng)ADR,MMSE合并可以實(shí)現(xiàn)最高的ASE,但與MRC的性能差距并不大。對于2FOV-ADR, MMSE合并的性能優(yōu)勢更不明顯,采用MMSE合并和MRC時,ASE隨仰角β的變化曲線幾乎重合。MMSE合并不僅需要一個復(fù)雜電路連續(xù)監(jiān)測每個PD的SINR,還需要一個復(fù)雜電路來根據(jù)PD之間的干擾相關(guān)性計(jì)算權(quán)重,其實(shí)現(xiàn)相對復(fù)雜;而經(jīng)過優(yōu)化的接收機(jī)尤其是2FOV-ADR可以用復(fù)雜度相對更低的MRC來達(dá)到MMSE合并的性能。因此,綜合考慮性能與實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度,選擇MRC為最優(yōu)的合并方式,我們得到具有最優(yōu)ASE性能的ADR(β=13°,MRC)和2FOV-ADR(β=8°,MRC)。


本文編號：3136023