隨著當(dāng)前新興業(yè)務(wù)和無(wú)線設(shè)備數(shù)目的激增,人們對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)流量特別是室內(nèi)數(shù)據(jù)流量的需求飛速增長(zhǎng)。而傳統(tǒng)射頻頻譜資源緊缺的問(wèn)題正不斷凸顯,已無(wú)法滿足未來(lái)不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量需求。近年來(lái),以發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode,LED)為代表的新型照明技術(shù)正在不斷普及,可見(jiàn)光通信(Visible Light Communication,VLC)技術(shù)為滿足室內(nèi)高速通信需求提供了新的方法和思路。然而,由于室內(nèi)用戶設(shè)備的日益增長(zhǎng),現(xiàn)有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的可見(jiàn)光通信已經(jīng)無(wú)法滿足未來(lái)室內(nèi)多用戶的高速通信需求。室內(nèi)可見(jiàn)光通信有傳輸距離短的特點(diǎn),這使得光小區(qū)的劃分尤為重要,同時(shí)光小區(qū)的劃分還能使空間資源得到重用,提升系統(tǒng)整體的通信速率。多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技術(shù)和非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技術(shù)作為5G的關(guān)鍵技術(shù)成為研究熱點(diǎn),這兩種技術(shù)可以在光小區(qū)中通過(guò)頻譜資源的空間復(fù)用來(lái)提升系統(tǒng)頻譜效率。本文主要圍繞MIMO技術(shù)和NOMA技術(shù)對(duì)室內(nèi)多小區(qū)多用戶可見(jiàn)光通信系統(tǒng)展開(kāi)研究。對(duì)MIMO-VLC系統(tǒng)中的一種有效的緊湊型基于孔的角度分集接收機(jī),在不改變?cè)邮諜C(jī)尺寸的情況下,通過(guò)在接收機(jī)中間增加一個(gè)不帶孔的接收單元來(lái)增加一路較大的信道增益,增強(qiáng)了接收機(jī)對(duì)垂直向下方向入射光的接收能力。將改進(jìn)的基于孔的角度分集接收機(jī)應(yīng)用于多小區(qū)多用戶MIMO-VLC系統(tǒng),為了解決多個(gè)用戶距離較近可能導(dǎo)致整體MIMO信道矩陣不滿秩的問(wèn)題,考慮了一種基于最大最小奇異值(Maximum Minimum Singular Value,MMSV)準(zhǔn)則的光電探測(cè)器選擇(Photodetector Selection,PDS)方法。針對(duì)如何消除小區(qū)間干擾的問(wèn)題,首先通過(guò)LED的傾斜對(duì)干擾區(qū)進(jìn)行了優(yōu)化,然后討論了兩種多小區(qū)實(shí)現(xiàn)方案:第一種是動(dòng)態(tài)小區(qū)劃分,第二種是PDS消除小區(qū)間干擾。仿真結(jié)果表明,兩種方案都能成功消除小區(qū)間干擾的影響。研究了 NOMA VLC系統(tǒng)中的一種交叉用戶分組和配對(duì)策略,并從系統(tǒng)覆蓋概率和遍歷性和速率的角度分析了該方案相對(duì)OMA方案的優(yōu)勢(shì)。將這種交叉用戶分組和配對(duì)策略應(yīng)用到多小區(qū)聯(lián)合傳輸系統(tǒng)中,為了避免小區(qū)中重疊區(qū)域和非重疊區(qū)域之間的干擾,考慮了兩種子載波分配方案:一種是基于面積的子載波分配,另一種是基于用戶的子載波分配。通過(guò)仿真分析了兩種方案的性能,并與一種頻率復(fù)用系數(shù)為2的NOMA多小區(qū)方案進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果表明,基于用戶的子載波分配方案性能最優(yōu),基于面積的子載波分配方案在用戶數(shù)較大時(shí)優(yōu)于頻率復(fù)用系數(shù)為2的NOMA方案。
【學(xué)位單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

???２室內(nèi)ＶＬＣ技術(shù)概述和基于孔的角度分集接收機(jī)研究??在研究ＶＬＣ系統(tǒng)中的各種技術(shù)之前，研究ＶＬＣ系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是十分必要的。因??此，本章首先介紹了室內(nèi)ＶＬＣ技術(shù)的基本原理以及信道建模，然后在此基礎(chǔ)上介紹了??第３章要用到的基于孔的角度分集接收機(jī)，并對(duì)其性能進(jìn)行了詳細(xì)研宄。??２．１室內(nèi)ＶＬＣ技術(shù)概述??２．１．１室內(nèi)ＶＬＣ技術(shù)原理??｜?？?｜?—?Ｉ??號(hào)?ＨＭ?—?￣—號(hào)??發(fā)射端電路?Ｉ?１?——■——Ｉ?接收端電路??Ｔｘ?Ｒｘ??圖２．?１?ＶＬＣ系統(tǒng)工作模型??Ｆｉｇ．?２．１?ＶＬＣ?ｓｙｓｔｅｍ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｍｏｄｅｌ??典型的室內(nèi)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)和移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)類似，主要由發(fā)射部分、室內(nèi)可見(jiàn)??光信道和接收部分組成，系統(tǒng)工作模型如圖２．１所示。原始的發(fā)射信號(hào)為二進(jìn)制比特流，??首先要經(jīng)過(guò)預(yù)均衡和編碼調(diào)制處理，然后通過(guò)強(qiáng)度調(diào)制驅(qū)動(dòng)ＬＥＤ。預(yù)均衡處理是為了補(bǔ)??償信道、器件等對(duì)信號(hào)造成的失真，可以使ＬＥＤ的調(diào)制帶寬以及傳輸速率得到提高。??與此類似，在接收端還要進(jìn)行后均衡，目的是補(bǔ)償采樣時(shí)鐘頻偏等其他信道因素造成的??損耗。編碼調(diào)制是為了提高系統(tǒng)的頻譜效率，實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的高速傳輸，可以采??用二進(jìn)制開(kāi)關(guān)鍵控（Ｏｎ－Ｏｆｆ－Ｋｅｙ，?ＯＯＫ）、脈沖幅度調(diào)制（Ｐｕｌｓｅ?Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ?Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，??ＰＡＭ）、脈沖位置調(diào)制（Ｐｕｌｓｅ?Ｐｏｓｉｔｉｏｎ?Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，?ＰＰＭ）和?ＯＦＤＭ?等多種調(diào)制方式［４２］。??接收端通常包括光集中器、光電探測(cè)器（Ｐｈｏｔｏ－ｄｅｔｅｃｔｏｎ?ＰＤ）、濾波器、信號(hào)放大器、??和解調(diào)電路等部分。攜帶

?大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???１０．４５??。４??■〇．２５??Ｙ＿?＂２?Ｘ（ｍ）??圖２．?３?ＬＯＳ鏈路的接收光功率??Ｆｉｇ．?２．３?Ｒｅｃｅｉｖｅｄ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｐｏｗｅｒ?ｄｕｅ?ｔｏ?ＬＯＳ?ｐａｔｈ??１?°?ＶＰ?（：??：０?＼?Ｔ?ｏ?；?＿。。１??Ｊ?＿。??圖２．?４?—次反射的接收光功率??Ｆｉｇ．?２．４?Ｒｅｃｅｉｖｅｄ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｐｏｗｅｒ?ｄｕｅ?ｔｏ?ｆｉｒｓｔ?ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ??－１１?－??

圖２．?５?—個(gè)典型室內(nèi)ＭＩＭＯ系統(tǒng)的配置??Ｆｉｇ．?２．５?Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｉｎｄｏｏｒ?ＭＩＭＯ?ｓｙｓｔｅｍ??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2869717