0引言

　　大气对流层上部的臭氧层对位于200～280 nm谱段的紫外光具有强烈的吸收作用，这一谱段的紫外光在海平面附近几乎衰减为零，因此，该谱段也被称为"日盲区"。"日盲"紫外光通信主要是以远紫外谱段的光波（200～280 nm）作为传输介质，利用大气中的气溶胶、粒子以及灰尘等微粒对"日盲"紫外光的散射进行信息传输的通信方式。紫外光通信包括直视和非直视2种通信方式。由于"日盲"紫外光在大气中传播时主要受到米氏（Mie）散射和瑞利（Ray Leigh）散射的影响，其衰减速度非常快，但是散射传播路径可以绕过自然或者人造的障碍物，因此可以实现非直视（NLOS）通信 [1]。

　　由于紫外光波长较短，大气对紫外光的吸收作用和散射作用很强[2]，导致紫外光通信存在发射功率较低、大气衰减严重、通信覆盖范围较小和具有大量单向信道等固有缺陷。应用定向天线进行定向通信可以增加紫外光非直视通信系统的容量以及网络的频率利用率，通过与SDMA（空分多址方式）的结合，利用紫外光信号不同的空间传输路径，可以有效区分相同时隙、相同频率、相同地址码的紫外光信号。但是，终端暴露和终端隐藏问题仍然存在，此外，还要面临"听不见"的问题[3]。而MIMO通信传输技术具有抗多径干扰能力强、通信频谱效率高等特点，如果将MIMO技术与"日盲"紫外光通信相结合，可以大大弥补紫外光通信的固有缺陷。

　　1基于STFBC的MIMO系统

　　MIMO是在发射端的发送机上使用多个发射天线，在接收机上使用多个接收天线，构成输入输出信道的多样化，从而有效提升通信信道容量和传输速率的通信技术 [4]。STFBC是在STBC基础上发展起来的一种新型技术，其主要思想是将空时/空频编码作为一种发射的分集技术，将相邻帧数据在空间时域或者空间频域中进行分组编码，并经由多个发送天线发送。这种技术采用了极大似然译码准则，能够获得完全的天线增益，可以极大地降低信道传输过程中的误码率，有效地改善传输系统的性能，可直接应用在由于多径引起的频率选择性的信道之中。典型的基于STFBC的MIMO系统模型如图1所示。与传统的MIMO系统相比，基于STFBC的MIMO系统具有以下4个优势[5]：

　　1）阵列增益。多极化天线技术和阵列信号处理算法的使用，明显提高了系统接收端的信噪比，而且天线数目越多，获得阵列增益越大。

　　2）空间分集增益。采用空间分集和空间分组码技术，将相同的信号经由多个相对独立的路径进行传输，可以有效地抵御信号的衰落效应（fading）。图1基于STFBC的MIMO系统模型3）空间复用增益。通过使用不同天线传输不同信息的方法来实现N路发射信号的并行数据传输，在不增加频带资源和发射功率的情况下，提高传输信道的容量。

　　4）降低干扰。采用智能天线方式将发送信号能量最大化地传送给目的用户，同时，最小化地发送给干扰用户，合理地进行频率复用，有效降低天线传输信道间的干扰。

　　2MIMOOFDM技术与紫外光通信

　　随着紫外光通信研究的不断深入，对以紫外光为载体的通信传输系统的需求呈指数级增长，然而，紫外光通信传输系统固有的公平性、时延性、吞吐量和信道空分复用率等性能以及非直视紫外光覆盖范围的方向性，成为紫外光通信传输系统进一步发展的瓶颈。为了最大地发挥紫外光通信传输系统的作用，在基于STFBC的MIMOOFDM的传输机制中引入了一种既能充分利用频率复用增益、空间增益以及空间分集增益，又能有效对抗频率和时间选择性衰落的最大似然的非线性检测算法-DFESDR算法，即判决反馈均衡的半定松驰检测算法，这种算法综合了SDR算法和DFE算法的优点，具有时间复杂度较低、采用干扰删除有效地改善了传输系统性能的特点[6]。具体实现步骤如下。

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