述，在本發(fā)明的實施例中，基于立體結(jié)構(gòu)ro陣列接收機的MMO接入技術(shù)， 可以用于空間調(diào)制技術(shù)，多用戶多業(yè)務同時收發(fā)功能，在實現(xiàn)MMO接入功能時，可以同時 實現(xiàn)高精度的可見光室內(nèi)定位功能。其中，立體結(jié)構(gòu)的ro陣列接收機，可以由任意多個ro， 任意ro朝向構(gòu)成的立體結(jié)構(gòu)的ro陣列接收機，例如一個立體結(jié)構(gòu)的ro陣列接收機例子， 由三個ro朝向互相垂直的立方體結(jié)構(gòu)接收機，不但可以大大簡化MMO接入算法，同時，也 可以大大簡化定位算法，降低計算復雜度。
[0076] 綜上所述，本發(fā)明實施例是在可見光通信系統(tǒng)中，使用立體空間中多個不同朝向 的ro陣列組成接收機，同時接收來自不同方向的多個LED即光源的信號，利用LED入射光 的方向性差異，在接收機的ro陣列上形成不同的光強分布，并利用解相關(guān)的算法來區(qū)分不 同LED發(fā)送的信號，實現(xiàn)同時接收并區(qū)分多路可見光信號的功能。合理設(shè)計立體空間中ro 陣列的結(jié)構(gòu)，可以大大降低各個子信道之間的相關(guān)性，從而獲取空間復用增益。該可見光 MMO接入技術(shù)既可以應用于空間調(diào)制的可見光MMO系統(tǒng)，也可以應用于同時支持多用戶 和多業(yè)務收發(fā)的可見光系統(tǒng)，而且，在實現(xiàn)MMO接入功能的同時，還可以實現(xiàn)基于可見光 通信的室內(nèi)精確定位功能。在本發(fā)明的實施例中，設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)作為例子，即三個ro朝 向互相垂直的立方體ro結(jié)構(gòu)接收機，其具有很好的性能，大大降低了各個子信道之間的相 關(guān)性，同時，可見光定位算法也可以大大簡化。
[0077] 具體地，本發(fā)明實施例的多輸入多輸出可見光MMO系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：
[0078] 1、接收機體積小。傳統(tǒng)的平面ro方案是通過增大ro之間的間距來降低各個子信 道之間的相關(guān)性，本發(fā)明采用的是立體結(jié)構(gòu)的ro陣列，通過不同朝向的ro使得接收到的光 信號差異性變大，從而縮小ro之間間距，接收機體積得以變小。
[0079] 2、信道差異直觀。立體結(jié)構(gòu)的ro陣列，降低了各個子信道之間的相關(guān)性，減少子 信道之間的干擾。其中，發(fā)明中設(shè)計了一個接收機例子，即三個ro朝向互相垂直的立方體 接收機結(jié)構(gòu)，其光強分布矢量和發(fā)射LED的方位坐標同向，信道差異非常直觀，性能出色。
[0080] 3、姿態(tài)敏感度低。接收機姿態(tài)的改變，不會影響各個子信道光信號入射方向的夾 角，ro接收的光信號強度矢量的模保持穩(wěn)定，具有對姿態(tài)敏感度低的特點。
[0081] 4、可以實現(xiàn)高精度的室內(nèi)定位功能。ro陣列中形成的光強分布與LED相對于接收 機的方位角相關(guān)。發(fā)明中設(shè)計的一個接收機例子，即三個ro朝向互相垂直的立方體接收機 結(jié)構(gòu)，三個ro上光強值組成的矢量和空間方位同向，可以快速精確的實現(xiàn)定位，大大定位 算法的復雜度。
[0082] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的多輸入多輸出可見光MMO系統(tǒng)，通過獨立的控制每個 光源以不同的功率發(fā)射光信號，以根據(jù)接收到的每個光源的光強得到增益矩陣，并同時控 制多個光源發(fā)射光信號，從而根據(jù)增益矩陣和每個光源的發(fā)射功率區(qū)分不同光源發(fā)射的光 信號，有效降低各個子信道之間的相關(guān)性，提高空間復用效率，從而獲取空間復用增益，并 且可以實現(xiàn)精確定位功能。
[0083] 應當理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述 實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件 或固件來實現(xiàn)。例如，如果用硬件來實現(xiàn)，和在另一實施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下 列技術(shù)中的任一項或他們的組合來實現(xiàn)：具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路 的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列（PGA)，現(xiàn)場 可編程門陣列（FPGA)等。
[0084] 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步 驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介 質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0085] 此外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以 是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模 塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如 果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機 可讀取存儲介質(zhì)中。
[0086] 上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0087] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何 的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0088] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨 的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1. 一種多輸入多輸出可見光ΜΙΜΟ系統(tǒng)，其特征在于，包括： 接收機，所述接收機包括多個ro接收器，所述多個ro接收器的接收面法線分別朝向多 個方向設(shè)置； 多個光源，所述多個光源位于不同的方位，其中，所述多個光源中任意兩個光源與所述 接收機之間的連線不在同一直線上； 控制器，所述控制器在訓練階段分別獨立地控制每個光源以不同的功率發(fā)射光信號， 以根據(jù)所述接收機接收到的每個光源的光強得到增益矩陣，并且在通信階段控制所述多個 光源同時發(fā)射光信號，并根據(jù)所述增益矩陣和此時接收機接收到的光強得到每個光源的發(fā) 射功率，從而區(qū)分不同光源發(fā)射的光信號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出可見光MIMO系統(tǒng)，其特征在于，所述光源為3 個，所述ro接收器為3個，3個ro接收器兩兩垂直設(shè)置。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多輸入多輸出可見光MIMO系統(tǒng)，其特征在于，當所述多個光 源同時發(fā)射光信號時，所述控制器用于根據(jù)如下公式得到每個光源的光強，其中，所述公式 為： Pt=Pr^r1, 其中，Pt為t時刻發(fā)送的信號功率，Pr為所述接收機接收到的光強，F(xiàn)1為所述增益矩 陣H滿秩。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多輸入多輸出可見光MMO系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還 用于根據(jù)所述多個光源的坐標對所述接收機進行定位。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多輸入多輸出可見光MIMO系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器根 據(jù)如下公式對所述接收機進行定位所述公式為：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，并且，
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多輸入多輸出可見光MIMO系統(tǒng)，包括：接收機，接收機包括多個PD接收器；多個光源，多個光源位于不同的方位，其中，多個光源中任意兩個光源與接收機之間的連線不在同一直線上；控制器，控制器在訓練階段分別獨立地控制每個光源以不同的功率發(fā)射光信號，以根據(jù)接收機接收到的每個光源的光強得到增益矩陣，并且在通信階段控制多個光源同時發(fā)射光信號，并根據(jù)增益矩陣和此時接收機接收到的光強得到每個光源的發(fā)射功率，從而區(qū)分不同光源發(fā)射的光信號。本發(fā)明實施例的系統(tǒng)可以有效降低各個子信道之間的相關(guān)性，提高空間復用效率，獲取空間復用增益。
【IPC分類】H04B10/116
【公開號】CN104980216
【申請?zhí)枴緾N201510317099
【發(fā)明人】魏凌, 張洪明, 宋健, 郎凱
【申請人】清華大學
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月10日