64/32-ary MIMO VLC系统实验演示

"Indoor gigabit 2 × 2 imaging multiple-input–multiple-output visible light communication" 本文介绍了一种基于可见光通信（Visible Light Communication, VLC）的2×2成像多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）系统，该系统利用了高效的64/32-ary 幅相调制（Quadrature Amplitude Modulation, QAM），并应用了预均衡和后均衡技术。实验中采用了两颗商用的红绿蓝发光二极管（Light Emitting Diodes, LEDs），其3dB带宽为10MHz，以及两个具有3dB带宽为100MHz的雪崩光电二极管（Avalanche Photodiodes, APDs）。由于实验条件的限制，文中提到了三种不同的情况。 可见光通信是一种利用LED照明设备进行数据传输的技术，它得益于LED技术的快速发展和无线电频谱资源的日益紧张。VLC在医院、飞机和高安全要求的环境中特别有潜力，因为它可以同时提供照明和通信，而且与其他基于无线电频率的设备相比，它具有更宽的可用带宽和更高的亮度。 然而，VLC系统的一个主要技术挑战是相对较低的调制带宽，这限制了传输数据速率。为了克服这一限制，研究者们已经尝试了多种方法，如数字信号处理、高阶调制和均衡技术。尽管大多数研究集中在单输入单输出（SISO）系统上，但本文关注的是并行传输，即MIMO系统，这种系统能线性增加系统的容量和可靠性。 在实验中，2×2的配置意味着有两个发射和接收端口，这可以显著提高信道容量，因为数据可以在多个路径上同时传输，增强了系统的抗干扰能力和容错能力。通过使用QAM，特别是64/32-ary QAM，可以在一个信号周期内编码更多的信息，从而提高数据速率。预均衡和后均衡技术则用于改善信号质量，减少由多径传播和信道衰落导致的失真。 此外，文章提到的实验条件有限，暗示了可能存在其他潜在的挑战，如光学元件的选择、空间分离以及室内环境中的反射和遮挡对信号质量的影响。未来的研究可能需要解决这些问题，以便在实际部署中实现更高效、可靠的VLC系统。 这项工作为VLC领域的研究提供了一个新的视角，展示了如何结合MIMO技术和高级调制方案来提升室内环境下的光通信性能，向着实现千兆比特的高速率通信迈出了重要的一步。这对于推动VLC技术在物联网、智能家居等领域的应用具有重要意义。