本文選題：可見光通信　切入點(diǎn)：組網(wǎng)　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來(lái),無(wú)線通信的發(fā)展受到了諸多的限制,如頻譜資源的匱缺,射頻對(duì)人體的輻射危害等。而隨著發(fā)光二極管(LED)技術(shù)的不斷發(fā)展和在現(xiàn)代家庭中的不斷應(yīng)用,與之對(duì)應(yīng)的使用LED燈進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖覂?nèi)可見光通信技術(shù)也受到了極大的關(guān)注,并被進(jìn)行了大量的深入研究。可見光通信技術(shù)具有頻譜資源豐富,綠色安全,能量轉(zhuǎn)化率高等諸多優(yōu)點(diǎn),對(duì)于實(shí)現(xiàn)室內(nèi)高速綠色通信具有重要的研究?jī)r(jià)值。本文主要著眼于室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)中的組網(wǎng)技術(shù),解決典型室內(nèi)燈組組網(wǎng)下多用戶的高效通信問題。首先,本文介紹了可見光通信及其組網(wǎng)技術(shù)的研究背景和研究進(jìn)展,以及可見光通信系統(tǒng)中的基礎(chǔ)理論。自從提出可見光通信的概念,可見光通信的研究就在全球各地廣泛開展,但是目前研究較多的仍然是可見光通信的物理層技術(shù)領(lǐng)域,以獲得更高的信息傳輸速率作為目標(biāo)。本文則著重介紹了可見光通信在組網(wǎng)技術(shù)方面的一些理論研究成果,并討論了可見光通信系統(tǒng)中的鏈路方式,信道建模等內(nèi)容。此外,本文還闡述了可見光通信在組網(wǎng)方面可能會(huì)遇到的一些技術(shù)問題。其次,本文對(duì)可見光通信系統(tǒng)中LED燈組的最優(yōu)化布局問題進(jìn)行了研究。對(duì)于該問題,本文并不是單純地考慮覆蓋的均勻度,而是以光照強(qiáng)度和光接收功率的均勻度作為一個(gè)目標(biāo),以接收平面的平均光接收功率值作為另一個(gè)目標(biāo),將其他條件作為約束,建立起一個(gè)多目標(biāo)的最優(yōu)化模型,并通過將該多目標(biāo)最優(yōu)化模型轉(zhuǎn)變?yōu)閱文繕?biāo)最優(yōu)化模型進(jìn)行了求解。仿真結(jié)果表明,本模型可以通過合理地配置模型權(quán)重系數(shù),以滿足燈組布局的不同需求,并給出了對(duì)應(yīng)需求下的光照強(qiáng)度分布和光接收功率分布圖。接著,本文研究了分布式燈組架構(gòu)下的燈組調(diào)度問題。分布式燈組指每個(gè)燈組相當(dāng)于一根天線,呈分布式分散在房間中。所有燈組都連接在一個(gè)調(diào)度器上,受該調(diào)度器統(tǒng)一控制。在該架構(gòu)下,本文提出了一種基于用戶運(yùn)動(dòng)方向的燈組協(xié)同調(diào)度算法。該算法在燈組和用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí),測(cè)量用戶的上行功率,利用一段時(shí)間內(nèi)接收到的功率信息,獲得用戶相對(duì)于各燈組的運(yùn)動(dòng)方向。利用該方向信息,將燈組分為用戶前進(jìn)方向燈組集和用戶遠(yuǎn)離方向燈組集,在對(duì)用戶前進(jìn)方向燈組集進(jìn)行強(qiáng)度補(bǔ)償后,再進(jìn)行燈組的調(diào)度,從而保證用戶在室內(nèi)移動(dòng)時(shí)的可靠通信。仿真結(jié)果表明,該燈組調(diào)度方法在數(shù)據(jù)重傳方面的表現(xiàn)顯著優(yōu)于不使用燈組協(xié)作的調(diào)度算法和簡(jiǎn)單的燈組協(xié)同調(diào)度算法,可以滿足系統(tǒng)對(duì)可靠通信的要求。最后,本文還研究了獨(dú)立式燈組架構(gòu)下的燈組調(diào)度問題。獨(dú)立式燈組則意味著每個(gè)燈組都具有控制功能,其天線在同一位置,燈組可以獨(dú)立控制發(fā)送數(shù)據(jù)。同樣在該架構(gòu)下,本文提出了一種增量式的燈組調(diào)度算法。該增量式的燈組調(diào)度算法可以分為兩個(gè)部分,即長(zhǎng)周期的全局調(diào)度和短周期的局部調(diào)度。其中全局調(diào)度是針對(duì)所有的用戶,以整體的系統(tǒng)容量為目標(biāo),將所有的用戶劃分在多個(gè)時(shí)隙中,確保每個(gè)時(shí)隙中的用戶之間沒有干擾。而低復(fù)雜度的局部調(diào)度則是跟蹤移動(dòng)用戶的運(yùn)動(dòng),并調(diào)整之前產(chǎn)生的燈組調(diào)度結(jié)果以適應(yīng)用戶的移動(dòng)。仿真結(jié)果表明,該增量式燈組調(diào)度算法對(duì)于多用戶移動(dòng)的場(chǎng)景,可以在獲得高系統(tǒng)容量的同時(shí),顯著降低了系統(tǒng)的調(diào)度復(fù)雜度。
[Abstract]:In recent years, the development of wireless communication has many limitations, such as spectrum resource scarcity, RF radiation on the human body harm. And with the light emitting diode (LED) the development of technology and continuous application in the modern family, the indoor visible light communication technology to use the LED lamp and the corresponding data transmission it has been of great concern, and was deeply studied. A large number of visible light communication technology has rich spectrum resources, green safety, energy conversion rate is higher for many advantages, it has important research value to achieve high-speed indoor green communication network technology. This paper mainly focuses on indoor visible light communication system, efficient communication the problem of multiple users of typical indoor lamp group network. Firstly, the paper introduces the development of visible light communication and networking technology research background and research, as well as visible light communication system. Basic theory. Since the concept of visible light communication, to carry out extensive research on visible light communication in the world, but the study is still more physical layer technology in the field of visible light communication, in order to obtain higher transmission rate as the goal. This article emphatically introduces the visible light communication in the network technology some research results of the theory, and discusses the link of visible light communication system, channel modeling and so on. In addition, this paper also introduces some technical problems may be encountered in the visible light communication network. Secondly, this paper studied the optimal layout problem of LED lamp group in visible light communication system for. This problem, this paper not only consider the coverage uniformity, but by the light intensity and the light receiving power uniformity as a goal, to receive the average received power of the light plane As another target, the other conditions as constraints, establish a multi-objective optimization model, and through the multi-objective optimization to solve the model into a single objective optimization model. The simulation results show that this model can reasonably model the weight coefficient, to meet the different needs of the layout of the lamp group, and gives the corresponding demand under the light intensity distribution and the optical receiving power distribution. Then, in this paper the lamp group scheduling problem in distributed light group under the framework of distributed. Each lamp lamp group refers to the group is equivalent to an antenna, is distributed in the room. All the lamps are connected in a scheduler and under the unified control of the scheduler. In this framework, this paper proposes a user based on the direction of movement of light group collaborative scheduling algorithm. The algorithm of data communication in the light group and the user, the user's measurement For power, the power of information using a period of time to the reception of the user relative to the motion direction of each lamp group. Using the direction information, the lamp group is divided into user direction lamp group set and user group set in the direction away from the lamp, the user group set the direction of light intensity compensation, then light group scheduling, so as to ensure the reliable communication of users in indoor mobile. The simulation results show that the scheduling algorithm of the lamp group scheduling method in data retransmission's performance is significantly better than using the lamp group collaboration and simple light group collaborative scheduling algorithm can meet the requirements of reliable communication system. Finally, this paper also study on the group scheduling problem of independent type lamp lamp group architecture. Independent lamp group means each lamp group has control function, the antenna in the same position, lamps can be controlled independently to send data. Also in the framework of this paper. The lamp group scheduling algorithm is an incremental scheduling algorithm. The incremental lamp group can be divided into two parts, namely the local scheduling of global scheduling long period and short period. The global scheduling is for all users, the overall system capacity as the goal, all users are divided in multiple time slots in each time slot to ensure there is no interference between the users. And the low complexity of local scheduling is tracking mobile user's movement, lamp group scheduling results and adjustment before to adapt to mobile users. The simulation results show that the incremental light group scheduling algorithm for multiple users of the mobile scene, can obtain the high system capacity at the same time, significantly reduce the scheduling complexity.

【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.1

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