本文關(guān)鍵詞：室內(nèi)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的用戶調(diào)度方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：可見(jiàn)光通信(Visible Light Communication,VLC)是一種新型的無(wú)線通信方式,由于它可以在實(shí)現(xiàn)照明的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速率的通信,而且通信過(guò)程中沒(méi)有電磁污染,通信保密性高,所以可見(jiàn)光通信被認(rèn)為是一種很有前景的通信方式。在VLC技術(shù)的發(fā)展中也存在著許多問(wèn)題。在對(duì)室內(nèi)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的研究中,大多數(shù)的研究工作多集中于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的VLC技術(shù),這種一發(fā)一收的場(chǎng)景不涉及到用戶間的干擾問(wèn)題。所以,對(duì)于多個(gè)光接入點(diǎn)(Access Point,AP)傳輸數(shù)據(jù)到多個(gè)用戶接收機(jī)的多用戶可見(jiàn)光通信場(chǎng)景,由于一個(gè)AP在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只能供一個(gè)用戶使用,若一個(gè)AP的輻射范圍內(nèi)有多個(gè)用戶,那么這幾個(gè)用戶間就存在干擾。而內(nèi)部用戶之間的干擾是限制系統(tǒng)性能的主要因素。因此,本文首先搭建了一個(gè)室內(nèi)多用戶VLC場(chǎng)景,并且設(shè)計(jì)了三種不同的AP布局:環(huán)型布局、蜂窩型布局和網(wǎng)格型布局。通信過(guò)程中,多個(gè)AP同時(shí)將信號(hào)傳輸給多個(gè)用戶。然后本文研究了一種基于圖論、貪心算法和虛擬單元概念的調(diào)度方案,并且與原有的調(diào)度方案進(jìn)行了對(duì)比。在本文改進(jìn)的方案中,我們首先引入了圖論的方法,即用沖突圖的方式來(lái)描述用戶間的干擾,然后改進(jìn)了用戶的優(yōu)先級(jí)因子和權(quán)重計(jì)算方式,這樣,調(diào)度問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為一個(gè)加權(quán)最大獨(dú)立集(Maximum Weighted Independent Set,MWIS)問(wèn)題。而對(duì)于MWIS問(wèn)題,貪心算法無(wú)疑是最適用的。根據(jù)用戶的權(quán)重找到?jīng)_突圖的MWIS之后,就確定了當(dāng)前時(shí)隙的活躍用戶。對(duì)于每個(gè)活躍用戶接收范圍內(nèi)的AP,它們將形成一個(gè)虛擬單元并傳輸信號(hào)相同的信號(hào)給該活躍用戶,以增加多樣性,這就是我們的調(diào)度方案。然后,我們?cè)谌N不同的LED布局下對(duì)比了我們改進(jìn)的方案和原方案的速率總和,并且仿真找到了不同LED布局下最佳的視場(chǎng)角(Field of View,FOV)。仿真結(jié)果表明,我們的改進(jìn)方案在改善用戶速率總和方面,結(jié)果優(yōu)于原方案,并且我們改進(jìn)的方案還降低了硬件復(fù)雜度、減少了計(jì)算量。同樣我們的調(diào)度方案實(shí)現(xiàn)了避免用戶間的干擾,優(yōu)化了整個(gè)系統(tǒng)的性能,在一定程度上保證了用戶的公平性,有效地改善了室內(nèi)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.1

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本文編號(hào)：1158118