電力線通信與可見光通信融合的多輸入多輸出系統性能研究

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　　摘 要： 提出了一種電力線通信（PLC）-可見光通信（VLC）融合的多輸入多輸出 （MIMO） 系統.采用二進制相移鍵控（BPSK）調制技術輸入信號，依次通過PLC信道和VLC信道傳輸信息.仿真結果表明：相比于PLC的第二種參考信道，第一種參考信道的性能更好，且在無脈沖噪聲的情況下，系統的誤碼率較低.此外，還研究了脈沖噪聲參數對系統性能的影響.
　　關鍵詞： 電力線通信（PLC）; 可見光通信（VLC）; 多輸入多輸出 （MIMO）; 二進制相移鍵控（BPSK）; 誤碼率
　　中圖分類號： TN 929.5文獻標志碼： A文章編號： 1000-5137（2019）01-0050-06
　　Abstract： It proposed a multiple input multiple output （MIMO） system which combined power line communication （PLC） and visible light communication （VLC）.The system adopted the binary phase shift keying （BPSK） modulation technology to input the signal and transmitted the information through the PLC channel and VLC channel in turn.The simulated results showed that the performance of the first reference channel was better than the second reference channel of the PLC.What′s more，the bit error rate of the system is much lower without impulse noise.In addition，the impulse noise parameter impact on the system performance was obtained.
　　0 引 言
　　可見光通信（VLC）由于其較高安全性、無電磁干擾、更寬的頻譜和更高的傳輸速率等固有特性[1-2]，已成為未來第五代移動通信系統（5G）中室內光通信的革命性技術之一[3-4].
　　在VLC系統中，最常用的方案是強度調制（IM）和直接檢測（DD）[5].2004年，針對IM/DD式的大氣湍流信道，BRANDT-PEARCE等[6]推導并仿真了采用量化脈沖位置調制技術的多輸入多輸出（MIMO）光通信的誤碼性能.WU等[7]研究了一種克服發光二極管（LED）調制帶寬限制的基于正交頻分復用的MIMO-VLC系統，此系統滿足IM/DD傳輸信號的要求，且降低了系統的計算復雜度.PARK等[8]提出并研究了一種減少室內MIMO-VLC系統信道矩陣相關性的非成像鏡像分集接收機，得到了滿足條件的信道矩陣.
　　就目前的技術而言，VLC必須接入室內覆蓋廣泛的骨干網，才可以保證良好的通信質量.所有LED都連接到室內VLC系統中的電源線，所以采用電力線作為骨干網.作為骨干網，電力線通信（PLC）的帶寬可以達到30 MHz，從而可以支持快速可靠的網絡通信[9].目前，許多文獻研究了集成的PLC-VLC系統.KOMINE等[10]提出了一個集成PLC-VLC系統，并分析了二進制調制方案的誤碼率.KOMINE等[11]進一步分析了窄帶正交頻分復用的系統性能.MA等[12]提出了中繼和MIMO技術逐漸成為PLC-VLC系統中實現的潛在技術.針對PLC和VLC技術的混合系統，NLOM等[13]提出了一個簡化的融合PLC-VLC系統信道模型，實施的噪聲情景是從PLC和VLC噪聲幅度譜的實際測量中獲得的觀察結果，最后強調了PLC和VLC通道中模型參數和噪聲的影響.本文作者研究了基于二進制相移鍵控（BPSK）調制技術融合的PLC-VLC MIMO系統性能，討論了PLC信道及其信道脈沖參數對系統性能的影響.
　　4 結 論
　　本文作者基于BPSK調制技術研究了融合PLC-VLC MIMO的系統性能.隨著信噪比的增加，融合的PLC-VLC MIMO系統的誤碼率逐漸降低，仿真結果驗證了此結論.通過仿真比較可以看出，所提PLC的兩個參考信道中，參考信道1的性能比較好，當脈沖噪聲存在時，系統有較高的誤碼率.此外，脈沖噪聲的參數A和Γ對系統性能也有影響.在下一步的研究工作中，將考慮如何減少其對系統性能的影響.
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