基于动态光接收机选择PDS的预编码MIMO‑OOFDM‑VLC成像式通信方法与流程

技术特征：
1.一种基于动态光接收机选择PDS的预编码MIMO-OOFDM-VLC成像式通信方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：定义多用户系统中的所有光检测器PD的全集为Ωp，每个用户配有Mr,j个PD，j＝1,2,…,K，K表示房间中的用户终端总数；从每个用户的Mr,j个PD中选择Nr,j个PD时，构成一个包含个PD的备选PD激活集，记为mp，有mp∈Ωp；步骤2：对于按照步骤1产生的每一个备选PD激活集mp，计算其比例因子其中：和分别表示某一备选PD激活集mp所对应的第j个用户的信道矩阵和预编码矩阵，二者的乘积为用户j的等效信道矩阵；表示根据mp计算用户j的等效信道矩阵的最小奇异值的平方；表示激活集mp的直流DC损耗参数；本步骤假设发射端的信道信息可由信道估计及专用信令反馈获得；步骤3：按照以下准则选择最佳的备选PD激活集mp：根据选出的PD激活集mp,select及对应的(Nr×Nt)维信道传输矩阵H，即可确定每个用户在该符号周期内应激活的PD并进行信息传输，PD选择的结果可通过控制信道发送PDS配置信令至各个用户，由用户接收机据此激活相应的PD；每个用户需要传输的比特数据流经过调制器生成对应调制方式的符号数据，得到第j个用户调制后的(Nr,j×1)维数据向量uj，再通过预编码被映射到Nt个LED灯上，使用预编码方法对经过PDS处理后的多用户信号进行预编码，得到下述(Nt×1)维频域数据向量：其中uj为对应于用户j的数据向量，Pj为经过PDS后用户j对应的预编码矩阵；经过OOFDM调制后，进一步得到LED灯上的光信号x(t)；在接收端，光信息经VLC信道传播后由成像式光接收器接收，通过成像式透镜在激活的PD上形成光斑；具体地，第q个激活的PD上的接收信号rq(t)表示为：其中hqi表示第i个LED灯与第q个激活的PD之间的信道增益，xi(t)表示在第i个LED灯上的光信号，nq(t)表示第q个激活的PD上的零均值加性高斯白噪声，R表示PD的光电转化效率，LED灯产生的调制光信号经过PD和光电转化处理，光信号被转化为电信号；接着对接收信号进行OOFDM解调得到频域数据，得到第j个用户的等效接收信号rj为：其中n表示零均值加性高斯白噪声向量，Λj是奇异值对角矩阵，Uj是用于最后解调信号的矩阵；使用矩阵Uj的共轭转置对获得的信号进行处理，得到用户j的数据估计向量如下：经过以上处理，每个用户的MIMO信道被分解为多个SISO信道，用最大似然解调得到估计向量j＝1,…,K。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中是使用BD预编码方法对经过PDS处理后的多用户信号进行预编码；其中BD预编码方法具体为：定义包含除了第j个用户在外的((Nr-Nr,j)×Nt)维用户信道矩阵Hj表示第j个用户的(Nr,j×Nt)维信道矩阵，定义矩阵的秩为使用奇异值分解SVD方法对矩阵进行分解得到：其中((Nr-Nr,j)×(Nr-Nr,j))维矩阵包含了全部左奇异向量，((Nr-Nr,j)×Nt)维矩阵表示奇异值对角矩阵，维矩阵包含前个右奇异向量，维矩阵包含了剩余的右奇异向量，其中有然后定义用户j的等效信道矩阵为应用SVD方法继续对矩阵进行分解得到：式(3)中的Λj是(Nr,j×Nr,j)维的奇异值对角矩阵，Uj是(Nr,j×Nr,j)维的用于最后解调信号的矩阵，(Nr,j×Nr,j)维的矩阵包含了右奇异向量，最后获得第j个用户的(Nt×Nr,j)维预编码矩阵Pj，计算如下：其中pi,j表示第j个用户预编码矩阵Pj中的(1×Nr,j)维第i行行向量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中用户终端原始数据采用双极性开关键控调制，设每个用户每条数据流符号的平均功率相等，结合式(4)可得第i个LED灯上的经过预编码后的频域数据平均电功率E{fi2}为：其中a表示每个用户每条数据流上双极性OOK符号的平均功率，则Nt个LED上直流偏置光正交频分复用DCO-OFDM所需的最大直流偏置BDC,max为：其中ζ表示直流偏置光正交频分复用的偏置强度；这里定义DC损耗系数：