Quadrature Spatial Pulse Amplitude Modulation and Generalized Versions for VLC

Dörtlü uzamsal modülasyon (QSM), kanallar arası girişimi (ICI) tamamen önleyen ve uzamsal modülasyondan (SM) daha fazla çoğullama kazancı sağlayan bir modülasyon planı olarak çok-girişli çok-çıkışlı (MIMO) sistemler için ümit verici bir tekniktir. QSM'de, verici antenlerin indisleri tarafından iletilen bilgiler, eş fazlı ve karesel bileşenler sayesinde iki katına çıkar. Bu bağlamda, bu yazıda, ortogonal darbeler yardımıyla görünür ışık haberleşmesi (VLC) için QSM'yi mümkün kılan dörtlü uzamsal darbe genlik modülasyonu (QSPAM) önerilmiştir. Bu çalışmada aynı zamanda, QSPAM'ın genişletilmiş çeşitleri olan genelleştirilmiş QSPAM (GQSPAM) ve değişken uzunluklu genelleştirilmiş QSPAM (VGQSPAM) da önerilmiştir. İyi bilinen bir modülasyon planı olan, uzamsal darbe genlik modülasyonu (SPAM) performans kıyaslaması yapmak için kullanılmıştır. Önerilen şemalar, uzamsal alanı verimli bir şekilde kullanır ve daha az ışık yayan diyot (LED) ile spektral verimliliği artırır. İç mekan MIMO VLC sistemlerinin kanal korelasyon problemi için önerilen açısal çeşitlemeli alıcı (ADR), alıcı ünite olarak kullanılmıştır. ADR kanal korelasyonunu azaltmasına rağmen odanın köşesinde yeterli değildir. Bu nedenle, zorlu koşullar için dışbükey optimizasyon yardımı ile bir ön kodlama matrisi oluşturulmuştur. Değerlendirilen modülasyon şemalarının bit hata oranı (BER) performansı, Monte Carlo simülasyonları yoluyla elde edilmiş ve üst sınır BER performansları da bu sonuçları doğrulamak için analitik olarak türetilmiştir. Ek olarak, spektral verimlilik (SE) ve sinyal-gürültü oranı (SNR) grafikleri, 10-5 sabit sembol hata oranında (SER) elde edilmiştir. Sonuçlara göre, VGQSPAM, kanal korelasyonu düşük olduğunda diğer önerilen şemalardan ve SPAM’dan daha iyi performans gösterir. Bununla birlikte, GQSPAM zorlu koşullar için VGQSPAM'den daha iyi performans göstermiştir.