作為傳統(tǒng)無線電通信的有益補充,可見光通信（Visible Light Communication,VLC）是一種新型綠色的無線光通信技術。一方面,受熒光材料和制備工藝的影響,常用市場LED器件的可調制帶寬及頻帶利用率不足;另一方面,可見光信道干擾與光源布局緊密相關,影響系統(tǒng)頻譜效率性能。針對這一問題,本文探討非正交多址（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）應用于可見光通信,旨在提升頻譜利用效率。圍繞NOMA-VLC的理論研究,本文重點面向頻譜效率優(yōu)化,分析功率資源分配、可見光信道特點、光源布局參數(shù)對頻譜效率性能的影響,形成了四方面研究,主要開展工作如下:1.NOMA-VLC信道增益概率分布推導及性能分析。考慮到可見光信道增益分布及光源布局參數(shù)對頻效性能產生重要影響,本文分析了室內NOMA-VLC條件下的信道增益概率分布,及其對頻譜效率性能的影響。針對單小區(qū),基于Lambertian輻射模型及一定條件,對于任意兩均勻分布用戶,利用泰勒級數(shù)展開近似推導了可見光信道增益差分概率分布,用于指導分析包括信道差異在內的光源布局對NOMA頻譜效率性能的影響。針對多... 

【文章來源】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學河南省

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

國內專利申請的技術分布統(tǒng)計

設備性能要求、安全性要求、通信接口協(xié)議等，并考慮室內環(huán)境中使用可見光和紅外光作為信息載體，不適用于室外太陽光、強光噪聲等環(huán)境。光源布局優(yōu)化研究現(xiàn)狀1.2.2由于室內可見光通信技術將照明功能與通信功能相結合，不同的LED參數(shù)、光小區(qū)照明布局、用戶分布等方面將會產生不同的光照及網(wǎng)絡分布，進一步可能影響通信性能。因此，廣義的光源布局(CellDeployment)問題[37]不但包括光源布設結構、光源發(fā)射參數(shù)、光照強度約束在內的發(fā)射端布局問題，而且涉及到研究光信道建模、用戶位置分布、接收角度等接收端布局因素。圖2光源布局優(yōu)化與NOMA-VLC研究現(xiàn)狀關系圖如圖2所示，面向可見光通信的光源布局優(yōu)化研究現(xiàn)狀主要形成以下若干方面。針對以光信道建模為代表的典型研究，主要分析了視距(LineofSight,LOS)傳輸模型、非視距(NotLineofSight,NLOS)傳輸模型，以及多徑效應的影響。其中，綜

戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學博士學位論文第16頁2log1SNR2iiB(6)注意到，上述相關情形假設下，可視作等效數(shù)值常數(shù)。加之，本文聚焦于NOMA-VLC，關注頻譜效率變化。因此，盡管具體容量解析形式未知，但是不妨礙使用可達速率及其性能界進行研究分析。此外，上述形式的可達速率或頻譜效率，在數(shù)值優(yōu)化過程中一般不受等效常數(shù)的影響，可以在數(shù)學符號形式上等效借鑒香農公式。NOMA理論基礎2.2.3圖5NOMA基本原理在圖5中，以兩用戶的功率域NOMA為例，假設用戶存在遠近效應，即遠端用戶信道增益弱，近端用戶信道增益強。在功率域NOMA中，假設存在信道增益排序約束，GRPA約束設計遠端用戶可分配較多功率，近端用戶可分配較少功率。發(fā)射端一般采用疊加編碼方式，將所有用戶的信號發(fā)送至信道。對應地，接收端的解調方式是遠端用戶視其他用戶所需信號視為噪聲，直接解調自身所需信號；近端用戶先將遠端用戶所需信號視為干擾，估計干擾信號后，采取串行干擾抵消(SuccessiveInterferenceCancellation,SIC)方式刪除干擾，獲得自身所需信號。注意到，由于信號解調特征和信號設計的多樣性，功率域NOMA也可不按信道增益排序約束進行功率分配及解調，只是不同順序約束下，達到系統(tǒng)頻效容量的性能不同�？紤]到本文僅關注室內近距離靜態(tài)可見光通信場景的頻譜效率，因此初步假設SIC方式無差錯傳播。若推廣至K個用戶，以單小區(qū)場景為例，光輻射源將K個用戶信號疊加編碼后發(fā)射至信道，且k1,K，則任意第k個NOMA-VLC用戶接收的信號模型可以表示為式(7)。1optkoetkKiiikyPhaxn(7)


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