《基於FoV分集和NOMA的可見光通信預編碼理論與方法研究》是依託天津大學，由馮人海擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於FoV分集和NOMA的可見光通信預編碼理論與方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮人海
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多輸入多輸出(MIMO)可見光通信(VLC)系統由於其信道增益矩陣的病態特性導致了較低的能量使用效率。預編碼方法是解決該問題的最好方法。.本項目擬在信道容量約束的前提下研究MIMO多用戶VLC系統的預編碼問題。主要考慮視場角(FoV)分集和非正交多接入(NOMA)對於系統性能的提升。.對於存在接收端FoV分集的MIMO多用戶VLC系統，首先建立在信道容量和照明約束下最小化傳輸功率的預編碼問題。然後通過假設接收端使用最大比合併簡化問題並解決，繼而考查約束條件可行性的預判方法以保證最佳化問題的可行性。同時也考慮接收端和發射端的聯合最佳化以及FoV角度,配置問題。.對於NOMA MIMO VLC系統，為最小化傳輸功率，用疊代最佳化的方法解決該問題並證明其收斂性。同時考慮魯棒性設計。.同時擬建立仿真平台及實驗平台,本項目負責人目前2篇JCR 二區SCI發表，該項目前期工作已被JCR 二區期刊錄用。
結題摘要
隨著通信技術的快速發展，頻譜資源短缺已成為限制無線通信發展的關鍵因素。可見光通信（Visible Light Communications，VLC）憑藉高速、安全、無電磁污染和頻譜無需授權等優勢，成為解決頻譜飽和危機的有效技術。近年來關於可見光通信的研究大多集中在可見光信道和光晶片的研究上，未對整體的可見光基站系統進行研究。本項目的主要目的是通過數位訊號處理方法彌補功能器件的不足，爭取用較低的成本搭建可靠的網路。基於FoV預編碼技術的必要性，設計了一種利用ACO-OFDM調製的可見光通信基站系統。針對室內VLC系統接收平面光功率與光照度分布不均勻的問題，提出一種基於區域劃分的新型LED陣列布局方式。針對電網中高壓輸電線路的巡檢問題，本項目通過傳統的非成像定位方法，利用點對多點（單光源多接收機）的可見光通信，基於接收功率提出光源定位算法。為提高計算速率實現實時定位，本項目利用泰勒公式和偏微分並引入時間變數，對定位算法線性化並提出線性疊代定位算法。此外，針對信道模型中噪聲對定位精度的影響，本項目利用卡爾曼濾波器進行線上去噪和實時定位，實現光源定位算法的最佳化。本報告首先對可見光通信技術的現狀和未來的發展進行了介紹，並對可見光通信技術的優缺點和適用領域進行了分析。接下來對可見光通信基站系統中關鍵技術做了介紹，針對ACO-OFDM提出一種改進的時間抽取基2蝶形運算算法，並根據這種算法設計出一款高效的傅立葉變換（FFT）模組。然後對室內可見光通信調製技術與功率分布最佳化算法進行研究，解決了室內VLC系統接收平面光功率與光照度分布不均勻的問題。接著根據接收功率實現了可見光通信系統的定位研究，並且通過實驗仿真獲得了不同位置的定位效果，結果表明，本項目提出的算法定位精度高、計算量小且實時性好，測量誤差可以控制在6cm範圍之內。
