多輸入多輸出可見光mimo系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多輸入多輸出可見光MM0系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 可見光通信技術(shù)是利用可見光波段作為光載波來進(jìn)行通信的一種無線通信技術(shù)， 能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。相比于傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)，可見光通信技術(shù)具有效率高，無電磁 干擾，綠色環(huán)保等特點(diǎn)。
[0003] 具體地，可見光通信技術(shù)是將信息通過驅(qū)動(dòng)電路，高速調(diào)制到LED光信號(hào)上進(jìn)行 傳輸，接收端利用光電二極管（PD)等光電轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并解調(diào)出有效信 息，實(shí)現(xiàn)通信功能。
[0004] 其中，將MM0技術(shù)應(yīng)用于可見光通信中，可以實(shí)現(xiàn)在不增加系統(tǒng)帶寬以及發(fā)射功 率的情況下，提高頻譜利用效率，進(jìn)而提高數(shù)據(jù)傳輸速率；也可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)支持多用戶和多 業(yè)務(wù)信息收發(fā)的功能。但由于可見光通信是采用強(qiáng)度調(diào)制和直接檢測(cè)，缺少頻率和相位信 息，各個(gè)不同LED子信道之間干擾嚴(yán)重，有很強(qiáng)的相關(guān)性，很難分解出各個(gè)子信道的信息， 導(dǎo)致無法獲取空間復(fù)用增益。
[0005] 相關(guān)技術(shù)中，在成像MM0系統(tǒng)中，接收機(jī)由多個(gè)像元構(gòu)成，通過不同方向上LED發(fā) 來的光信號(hào)投射到不同的像元上，來消除各個(gè)子信道之間的干擾，但是成像MM0對(duì)于LED 的位置比較敏感，位置的改變，可以導(dǎo)致來自不同LED的光信號(hào)投射到相同的像元上，導(dǎo)致 無法區(qū)分，限制了其在移動(dòng)場(chǎng)景中的應(yīng)用，因此有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0007] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種多輸入多輸出可見光MM0系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以降 低各個(gè)子信道之間的相關(guān)性，提高空間復(fù)用效率。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種多輸入多輸出可見光MM0系統(tǒng)，包 括：接收機(jī)，所述接收機(jī)包括多個(gè)ro接收器，所述多個(gè)ro接收器的接收面法線分別朝向多 個(gè)方向設(shè)置；多個(gè)光源，所述多個(gè)光源位于不同的方位，其中，所述多個(gè)光源中任意兩個(gè)光 源與所述接收機(jī)之間的連線不在同一直線上；控制器，所述控制器在訓(xùn)練階段分別獨(dú)立地 控制每個(gè)光源以不同的功率發(fā)射光信號(hào)，以根據(jù)所述接收機(jī)接收到的每個(gè)光源的光強(qiáng)得到 增益矩陣，并且在通信階段控制所述多個(gè)光源同時(shí)發(fā)射光信號(hào)，并根據(jù)所述增益矩陣和此 時(shí)接收機(jī)接收到的光強(qiáng)得到每個(gè)光源的發(fā)射功率，從而區(qū)分不同光源發(fā)射的光信號(hào)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的多輸入多輸出可見光MM0系統(tǒng)，通過獨(dú)立的控制每個(gè) 光源以不同的功率發(fā)射光信號(hào)，以根據(jù)接收到的每個(gè)光源的光強(qiáng)得到增益矩陣，并同時(shí)控 制多個(gè)光源發(fā)射光信號(hào)，從而根據(jù)增益矩陣和每個(gè)光源的發(fā)射功率區(qū)分不同光源發(fā)射的光 信號(hào)，有效降低各個(gè)子信道之間的相關(guān)性，提高空間復(fù)用效率，從而獲取空間復(fù)用增益。
[0010] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的多輸入多輸出可見光MM0系統(tǒng)還可以具有如下 附加的技術(shù)特征：
[0011] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述光源可以為3個(gè)，所述ro接收器可以為 3個(gè)，3個(gè)ro接收器兩兩垂直設(shè)置。
[0012] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述多個(gè)光源同時(shí)發(fā)射光信號(hào)時(shí)，所述控 制器用于根據(jù)如下公式得到每個(gè)光源的光強(qiáng)，其中，所述公式為：
[0013] Pt = Pr*H'
[0014] 其中，Pt為t時(shí)刻發(fā)送的信號(hào)功率，Pr為所述接收機(jī)接收到的光強(qiáng)，IT1為所述增 益矩陣H滿秩。
[0015] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器還用于根據(jù)所述多個(gè)光源的坐 標(biāo)對(duì)所述接收機(jī)進(jìn)行定位。
[0016] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器根據(jù)如下公式對(duì)所述接收機(jī)進(jìn) 行定位，所i術(shù)公式為：
[0017]
[0018] 其中，（ul，vl，wl)、（u2，v2，w2)和（u3，v3，w3)分別為第一光源、第二光源和第三 光源的坐標(biāo)，并且，
[0019]
[0020] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0021] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0022] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多輸入多輸出可見光MMO系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多輸入多輸出可見光MIMO系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024] 圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)光源的入射方向示意圖；以及
[0025] 圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的接收機(jī)和多個(gè)光源的坐標(biāo)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0027] 此外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或 者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，"多個(gè)"的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以 上，除非另有明確具體的限定。
[0028] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī) 械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元 件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā) 明中的具體含義。
[0029] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下" 可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它 們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一 特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征 在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表 示第一特征水平高度小于第二特征。
[0030] 下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的多輸入多輸出可見光MIMO系統(tǒng)。參 照?qǐng)D1所示，該多輸入多輸出可見光MIMO系統(tǒng)10包括：接收機(jī)100、多個(gè)光源200和控制 器 300。
[0031]其中，接收機(jī)1〇〇包括多個(gè)ro接收器ioi，多個(gè)ro接收器loi的接收面法線分別 朝向多個(gè)方向設(shè)置。多個(gè)光源200位于不同的方位，多個(gè)光源200中任意兩個(gè)光源與接收 機(jī)100之間的連線不在同一直線上?？刂破?00在訓(xùn)練階段分別獨(dú)立地控制每個(gè)光源以不 同的功率發(fā)射光信號(hào)，以根據(jù)接收機(jī)100接收到的每個(gè)光源的光強(qiáng)得到增益矩陣，并且在 通信階段控制多個(gè)光源200同時(shí)發(fā)射光信號(hào)，并根據(jù)增益矩陣和此時(shí)接收機(jī)100接收到的 光強(qiáng)得到每個(gè)光源的發(fā)射功率，從而區(qū)分不同光源發(fā)射的光信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)10 無需安裝成像裝置，對(duì)姿態(tài)敏感低，體積小，性能出色，并且可以有效降低各個(gè)子信道之間 的相關(guān)性，提高空間復(fù)用效率，獲取空間復(fù)用增益。
[0032] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，接收機(jī)1〇〇可以采用立體結(jié)構(gòu)的ro陣列構(gòu)成。其中，ro陣 列上，不同ro接收器（以下簡(jiǎn)稱PD)的朝向不同。來自不同方向光源如LED(為方便理解， 以下都以光源為LED進(jìn)行舉例說明）發(fā)射的光信號(hào)通過不同的角度投射到接收機(jī)100上， 在多個(gè)roioi上分別形成相應(yīng)的光強(qiáng)分布