可見(jiàn)光通信（Visible Light Communication）系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要同時(shí)兼顧通信性能和照明質(zhì)量?jī)煞矫娴闹笜?biāo)。考慮到這兩個(gè)指標(biāo),多色（Multi-Color,MC）LED在可調(diào)色溫、實(shí)現(xiàn)更高傳輸速率兩方面具有優(yōu)勢(shì)�？紤]MC LED作為系統(tǒng)光源,目前的研究主要集中在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信場(chǎng)景,缺少多用戶（Muliti-User,MU）通信場(chǎng)景下的傳輸技術(shù)研究。針對(duì)MC-MU VLC系統(tǒng),需要兼顧多色光合成白光的照明約束與多用戶通信的性能準(zhǔn)則,相應(yīng)的傳輸技術(shù)研究更為復(fù)雜。為了解決該問(wèn)題,本文先后從發(fā)射端線性預(yù)編碼、線性收發(fā)機(jī)、用戶分組策略、星座、非線性收發(fā)機(jī)等多個(gè)角度開(kāi)展了研究,主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.基于迫零的線性預(yù)編碼設(shè)計(jì)。為了減輕MC-MU VLC系統(tǒng)中多用戶串?dāng)_（Multi-User Interference,MUI）、多色串?dāng)_（Multi-Color Interference,MCI）對(duì)系統(tǒng)性能的影響,以最易實(shí)現(xiàn)的迫零（Zero-Forcing,ZF）作為準(zhǔn)則,基于MC-MU VLC下行廣播信道模型,考慮用戶公平性與用戶和速率兩種典型的多用戶通信性能準(zhǔn)則,提出了一種基于最大化... 

【文章來(lái)源】：戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)河南省

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

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CIE1931色彩空間色度圖[33]

戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)博士畢業(yè)論文第4頁(yè)化SINR為目標(biāo)的功率分配方案。圖1CIE1931色彩空間色度圖[33]圖2ANSIC78.377-2008麥克亞當(dāng)橢圓顏色約束[32]除了對(duì)不同LED發(fā)射的信號(hào)賦予不同的發(fā)射功率，預(yù)編碼技術(shù)可以將原本獨(dú)立發(fā)射的不同信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訖?quán)求和，然后采用該加權(quán)和信號(hào)調(diào)制多個(gè)LED同時(shí)發(fā)射光信號(hào)。這種做法的目的是適應(yīng)信道特性，降低子信道串?dāng)_對(duì)系統(tǒng)性能的影響。文獻(xiàn)[37]采用最小化均方誤差（MeanSquaredError，MSE）作為目標(biāo)函數(shù)，考慮光功率、信號(hào)非負(fù)和固定多色光功率比例作為約束條件，提出了一種波束成型與LED偏置的聯(lián)合設(shè)計(jì)方法。為了進(jìn)一步的獲得系統(tǒng)性能提升，文獻(xiàn)[38]將發(fā)射端預(yù)編碼矩陣與接收端檢測(cè)矩陣進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，以最小化MSE作為準(zhǔn)則，提出了一種迭代算法以求解該聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題。

戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)博士畢業(yè)論文第50頁(yè)圖21仿真系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)圖表4基于用戶分組的MCVLC系統(tǒng)仿真參數(shù)參數(shù)值最大驅(qū)動(dòng)電流MAXI700mA調(diào)制帶寬15Mhz半功率角1/260PD物理面積PDA1cm2接收視場(chǎng)角F60接收機(jī)靈敏度c0.4A/W噪聲功率譜密度1.2*10-21A2/Hz首先我們給出收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)的迭代算法收斂性仿真結(jié)果。如圖22所示，經(jīng)過(guò)大約15次迭代可以收斂，因此我們?cè)谒惴?中設(shè)置的最大迭代次數(shù)maxn30是合理的。在圖23中，我們使用隨機(jī)用戶分組算法作為對(duì)比[114]，分析所提用戶分組算法性能。隨機(jī)用戶分組算法即，將用戶隨機(jī)分配到cN組中，而不是將用戶按一定的度量分布到不同的組中。對(duì)于隨機(jī)用戶分組算法，所有組的大小都相同。如果使用RGBLED作為光信號(hào)發(fā)射器，隨機(jī)分組算法將組數(shù)和每組的大小分別設(shè)置為3組和4個(gè)。在RAGBLED的情況下，組的數(shù)量和每個(gè)組的大小是分別是4組和3個(gè)。從圖23可以看出，所提出用戶分組算法比隨機(jī)用戶分組算法具有更好的性能，特別是在RAGBLED的情況下。因?yàn)樗{(lán)色LED芯片的1/cy比其他顏色的芯片要大很多。根據(jù)式(75)的顏色約束，在收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)射端將給藍(lán)色光信號(hào)分配最小的光功率以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的性能。因此，考慮用戶公平性準(zhǔn)則時(shí)，藍(lán)色光相應(yīng)的分組大小應(yīng)該小于其他顏色光。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Towards 10 Gb/s orthogonal frequency division multiplexing-based visible light communication using a GaN violet micro-LED[J]. MOHAMED SUFYAN ISLIM,RICARDO X.FERREIRA,XIANGYU HE,ENYUAN XIE,STEFAN VIDEV,SHAUN VIOLA,SCOTT WATSON,NIKOLAOS BAMIEDAKIS,RICHARD V.PENTY,IAN H.WHITE,ANTHONY E.KELLY,ERDAN GU,HARALD HAAS,MARTIN D.DAWSON.  Photonics Research. 2017(02)
[2]Ultra-high-speed single red–green–blue light-emitting diode-based visible light communication system utilizing advanced modulation formats[J]. 遲楠,王源泉,王一光,黃星星,陸肖元.  Chinese Optics Letters. 2014(01)



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