發(fā)布時間：2022-01-14 22:05

　　可見光通信（Visible Light Communication）系統(tǒng)設(shè)計需要同時兼顧通信性能和照明質(zhì)量兩方面的指標�？紤]到這兩個指標,多色（Multi-Color,MC）LED在可調(diào)色溫、實現(xiàn)更高傳輸速率兩方面具有優(yōu)勢�？紤]MC LED作為系統(tǒng)光源,目前的研究主要集中在點對點通信場景,缺少多用戶（Muliti-User,MU）通信場景下的傳輸技術(shù)研究。針對MC-MU VLC系統(tǒng),需要兼顧多色光合成白光的照明約束與多用戶通信的性能準則,相應(yīng)的傳輸技術(shù)研究更為復(fù)雜。為了解決該問題,本文先后從發(fā)射端線性預(yù)編碼、線性收發(fā)機、用戶分組策略、星座、非線性收發(fā)機等多個角度開展了研究,主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:1.基于迫零的線性預(yù)編碼設(shè)計。為了減輕MC-MU VLC系統(tǒng)中多用戶串擾（Multi-User Interference,MUI）、多色串擾（Multi-Color Interference,MCI）對系統(tǒng)性能的影響,以最易實現(xiàn)的迫零（Zero-Forcing,ZF）作為準則,基于MC-MU VLC下行廣播信道模型,考慮用戶公平性與用戶和速率兩種典型的多用戶通信性能準則,提出了一種基于最大化... 

【文章來源】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

CIE1931色彩空間色度圖[33]

戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)博士畢業(yè)論文第4頁化SINR為目標的功率分配方案。圖1CIE1931色彩空間色度圖[33]圖2ANSIC78.377-2008麥克亞當橢圓顏色約束[32]除了對不同LED發(fā)射的信號賦予不同的發(fā)射功率，預(yù)編碼技術(shù)可以將原本獨立發(fā)射的不同信號進行適當?shù)募訖?quán)求和，然后采用該加權(quán)和信號調(diào)制多個LED同時發(fā)射光信號。這種做法的目的是適應(yīng)信道特性，降低子信道串擾對系統(tǒng)性能的影響。文獻[37]采用最小化均方誤差（MeanSquaredError，MSE）作為目標函數(shù)，考慮光功率、信號非負和固定多色光功率比例作為約束條件，提出了一種波束成型與LED偏置的聯(lián)合設(shè)計方法。為了進一步的獲得系統(tǒng)性能提升，文獻[38]將發(fā)射端預(yù)編碼矩陣與接收端檢測矩陣進行聯(lián)合優(yōu)化，以最小化MSE作為準則，提出了一種迭代算法以求解該聯(lián)合優(yōu)化問題。

戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)博士畢業(yè)論文第50頁圖21仿真系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)圖表4基于用戶分組的MCVLC系統(tǒng)仿真參數(shù)參數(shù)值最大驅(qū)動電流MAXI700mA調(diào)制帶寬15Mhz半功率角1/260PD物理面積PDA1cm2接收視場角F60接收機靈敏度c0.4A/W噪聲功率譜密度1.2*10-21A2/Hz首先我們給出收發(fā)機設(shè)計的迭代算法收斂性仿真結(jié)果。如圖22所示，經(jīng)過大約15次迭代可以收斂，因此我們在算法5中設(shè)置的最大迭代次數(shù)maxn30是合理的。在圖23中，我們使用隨機用戶分組算法作為對比[114]，分析所提用戶分組算法性能。隨機用戶分組算法即，將用戶隨機分配到cN組中，而不是將用戶按一定的度量分布到不同的組中。對于隨機用戶分組算法，所有組的大小都相同。如果使用RGBLED作為光信號發(fā)射器，隨機分組算法將組數(shù)和每組的大小分別設(shè)置為3組和4個。在RAGBLED的情況下，組的數(shù)量和每個組的大小是分別是4組和3個。從圖23可以看出，所提出用戶分組算法比隨機用戶分組算法具有更好的性能，特別是在RAGBLED的情況下。因為藍色LED芯片的1/cy比其他顏色的芯片要大很多。根據(jù)式(75)的顏色約束，在收發(fā)機設(shè)計時，發(fā)射端將給藍色光信號分配最小的光功率以實現(xiàn)最優(yōu)的性能。因此，考慮用戶公平性準則時，藍色光相應(yīng)的分組大小應(yīng)該小于其他顏色光。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Towards 10 Gb/s orthogonal frequency division multiplexing-based visible light communication using a GaN violet micro-LED[J]. MOHAMED SUFYAN ISLIM,RICARDO X.FERREIRA,XIANGYU HE,ENYUAN XIE,STEFAN VIDEV,SHAUN VIOLA,SCOTT WATSON,NIKOLAOS BAMIEDAKIS,RICHARD V.PENTY,IAN H.WHITE,ANTHONY E.KELLY,ERDAN GU,HARALD HAAS,MARTIN D.DAWSON.  Photonics Research. 2017(02)
[2]Ultra-high-speed single red–green–blue light-emitting diode-based visible light communication system utilizing advanced modulation formats[J]. 遲楠,王源泉,王一光,黃星星,陸肖元.  Chinese Optics Letters. 2014(01)



本文編號：3589295