6.1　引言

目前市面上常用的白光LED有两种，一种是RGB LED，由分别发射红、绿、蓝三色光的芯片构成，三色光混合得到白光。另一种是磷光LED，在发射蓝光的LED芯片上涂覆黄色荧光粉，蓝光激发黄色荧光粉得到白光。磷光LED因为具有较低的成本和复杂度、更好的智慧照明兼容性，而在业界应用广泛。调制磷光LED时，由于黄色涂覆层响应时间较慢，所以LED调制带宽受限。加之在接收端解调信息时还需要先滤掉光信号中不含信息的黄光，而获得载荷信息的蓝光，所以系统调制符号速率较低。文献[1]使用蓝光滤波器结合后均衡电路获得了151MHz的LED调制带宽，但是系统实现复杂度增加了。

虽然可见光通信能够提供几乎无限的通信带宽，但是相对较窄的LED调制带宽限制了室内VLC的频带利用率和系统容量。另一方面，由于室内VLC信道的时域弥散性（dispersion），数据高速传输时会造成严重的码间干扰，限制了系统数据速率的提高。因此在VLC中有必要研究具有高频谱效率的调制和复用技术。

OFDM技术可以提高系统的频谱利用率，但是其作用毕竟有限，而且在IM/DD系统，光OFDM为了获得实数信号需要对输入IFFT模块的信号进行Hermitian对称，还会牺牲约一半的频率资源。此外，采用高阶调制可以提高频谱利用率，但是系统的BER性能会降低。再者，为了进一步提高光OFDM系统传输速率，就必须要增加子载波的数量，而这会造成系统复杂度的增加，并增大系统的占用带宽。

多输入多输出技术（MIMO）指收发之间分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端与接收端的多组天线之间的传送和接收，达到改善通信质量的目的。它能充分利用空间资源，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，成倍地提高系统信道容量和频谱效率，是一种利用空间资源换取频谱资源的技术。实施MIMO技术的前提是对无线环境的准确评估，也就是对移动信道传播特性的准确把握。由于OFDM能将宽带信道转化成若干个平坦的窄带子信道，传播特性可以线性化，从而更好地实施MIMO技术。将MIMO和OFDM结合的MIMO-OFDM系统通过空间复用技术可以提供更高的数据传输速率和频谱利用率，又可以通过空时分集达到很强的可靠性。MIMO-OFDM具有频谱利用率高、信号传输稳定、高传输速率等优点，能够满足下一代无线传输发展要求。

在设计室内照明系统时，为了满足照明亮度、均匀性和美观性，通常在室内会安装多组LED阵列。在满足工作环境照明亮度要求时，VLC通信系统有较高的信噪比[1]。这些都为在室内实现VLC-MIMO提供了条件。VLC-MIMO使用多个LED阵列同时发送信息，可以增大数据传输速率、提高频谱利用率、增大室内用户的可移动性、并可缓解收发之间需要准确对准的要求，还可以克服单LED信号容易受到遮挡的缺点。