本文關鍵詞：室內可見光通信網絡中的多用戶接入和干擾管理技術　出處：《中國科學技術大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 可見光通信網絡 多用戶接入 干擾管理 光干擾對齊 非正交多址接入技術

【摘要】：固態(tài)照明器件LED的快速發(fā)展給室內照明帶來了深刻變革,在極高的發(fā)光效率之外,其能夠進行快速光強切換的特性為信息調制創(chuàng)造了條件,由此產生了可見光通信技術。相對于射頻通信面臨日益緊缺的頻譜資源,可見光通信技術具有頻譜豐富且無需授權,通信保密性高,電磁兼容性好,布設靈活方便等一系列優(yōu)勢,并被第五代移動通信技術列為備選接入手段,其研究正由點對點鏈路向組網應用深化。在可見光通信網絡中,由于光的傳播特性和用戶視場角約束,小區(qū)需要密集分布以保證用戶移動時服務的連續(xù)性,這對多用戶接入機制的效率提出了較高要求。另外,位于小區(qū)間交疊區(qū)域的用戶同時接收多個接入點的視距傳播信號,給用戶解調帶來了困難,因此需要制定相應的干擾管理策略。本論文圍繞室內可見光通信網絡中的多用戶接入和干擾管理技術展開研究。論文首先總結了收發(fā)端器件特性,并對室內可見光多徑傳輸信道進行建模,給出了蒙特卡洛仿真結果,列舉并分析了常見的信號調制和多用戶接入方式。然后提出了光干擾對齊的理論方法,并為2 × 2室內可見光通信網絡設計了具體的預編碼方法,在此基礎上形成的通信算法可以依據(jù)用戶誤碼率目標動態(tài)調節(jié)編碼參數(shù)。仿真結果顯示,光干擾對齊技術與隨機預編碼相比誤碼率顯著下降。最后設計了采用非正交多址接入技術的室內可見光通信網絡架構,提出了基于位置的多用戶接入方案,通過合理的用戶分組避免小區(qū)間干擾。針對小區(qū)內用戶非正交接入時的功率分配問題,以用戶通信容量加和或用戶通信容量最小值為目標,在用戶服務質量保證約束下構建相應的優(yōu)化問題。由于優(yōu)化問題的非凸性,采用梯度-映射算法迭代求解,并特別地采用近似變換消除最小值目標函數(shù)的不可微性�？紤]到用戶移動時信道估計可能發(fā)生誤差,干擾對消過程的殘差被引入到建模過程中。仿真結果表明,采用小區(qū)頻率復用因子為2的多用戶分組接入機制能夠有效避免小區(qū)間干擾,而且非正價多址接入方式較正交接入方式對用戶通信容量有明顯的提升作用,雖然一定限度的干擾對消殘差會削弱用戶通信容量。
[Abstract]:The rapid development of solid-state lighting device (LED) has brought profound changes to indoor lighting. In addition to the extremely high luminous efficiency, the characteristics of fast intensity switching create conditions for information modulation. As a result, visible light communication technology. Compared with radio frequency communication is facing increasing shortage of spectrum resources, visible light communication technology has rich spectrum and no authorization, high communication confidentiality, good electromagnetic compatibility. A series of advantages, such as flexibility and convenience, are listed as alternative access means by the fifth generation mobile communication technology. The research is being deepened from point-to-point link to networking application in visible light communication networks. Due to the propagation characteristics of light and the constraints of the user's field of view, the cell needs to be densely distributed to ensure the continuity of service when the user is moving, which puts forward a higher requirement for the efficiency of the multi-user access mechanism. At the same time, the users who are located in the overlapping area of the cells receive the sight range propagation signals of multiple access points, which makes it difficult for the users to demodulate. Therefore, it is necessary to formulate the corresponding interference management strategy. This paper focuses on the research of multi-user access and interference management technology in indoor visible light communication network. Firstly, the characteristics of transceiver devices are summarized. The indoor visible light multi-path transmission channel is modeled, the Monte Carlo simulation results are given, the common signal modulation and multi-user access methods are listed and analyzed, and the theoretical method of optical interference alignment is proposed. A specific precoding method is designed for 2 脳 2 indoor visible light communication network. Based on this, the coding parameters can be dynamically adjusted according to the BER target. Compared with random precoding, the BER of optical interference alignment technology is significantly reduced. Finally, the indoor visible light communication network architecture using non-orthogonal multiple access technology is designed, and a location-based multi-user access scheme is proposed. In order to avoid inter-cell interference through reasonable user packet, aiming at the problem of power allocation for non-orthogonal access of users in the cell, the goal is to add the sum of the user's communication capacity or minimize the user's communication capacity. Due to the non-convexity of the optimization problem, the gradient mapping algorithm is used to solve the optimization problem iteratively. In particular, approximate transformation is used to eliminate the nondifferentiability of the minimum objective function. Considering that the channel estimation error may occur when the user is moving, the residual error of the interference cancellation process is introduced into the modeling process. The simulation results show that. Using the cell frequency multiplexing factor of 2 multi-user packet access mechanism can effectively avoid inter-cell interference, and the non-positive multiple access mode can obviously enhance the user communication capacity compared with the orthogonal access mode. Although a certain amount of interference cancellation residuals can weaken the user's communication capacity.
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.1

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本文編號：1440751