混合NOMA/OFDMA可见光通信系统资源分配算法

为了进一步降低混合非正交多址/正交频分复用多址（NOMA/OFDMA）技术的多用户多小区可见光通信系统的误码率,提出了一种功率和子载波的联合分配算法。该算法以最小化系统误符号率为优化目标,实现了子小区间载波和用户功率的联合最优分配。首先,理论推导出系统的误符号率表达式;然后,使用Matlab软件进行仿真,模拟可见光通信系统模型,并借助遗传算法得到最优的分配结果;最后,将该算法与现有的算法进行了对比。仿真结果表明,所提算法的误符号率性能更优。     

可见光通信DCO-OFDM系统资源分配算法研究

针对室内可见光通信(VLC)直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)系统存在的低信道利用率问题,文章对该系统的信道资源和比特资源进行了优化分配研究。首先介绍了DCO-OFDM系统的信号发射端模型和系统的信道利用率计算,并按照两步算法的思路依次分析了信道资源分配和比特资源分配问题,进而提出了自适应动态资源分配算法,该算法能够根据信道幅度频率响应来灵活分配子信道,并为各信道自适应选择满足服务质量要求的最高阶正交振幅调制(QAM)调制方式。仿真结果表明,相比于传统固定分配算法,该自适应资源分配算法可显著提升室内VLC DCO-OFDM系统的信道利用率。     

可见光通信异构网络频谱资源分配算法研究

由于当前已有方法未能对用户需求进行分析,导致可见光通信异构网络系统吞吐量以及平均满意度下降。为此,提出一种可见光通信异构网络频谱资源分配算法。将可见光通信异构网络系统最大容量作为目标,综合考虑用户需求以及最大功率限制等约束,构建可见光通信异构网络频谱资源分配模型。将模型中的对偶问题分解为简单的子问题,通过定向变异的遗传算法进行信道分配,采用拍卖算法进行信道内功率分配,最终实现网络频谱资源分配。实验结果表明,所提算法可以有效提升可见光通信异构网络系统吞吐量以及平均满意度。     

可见光通信中概率整形算法研究

概率整形技术通过改变发送信源的概率分布,可进一步提高可见光通信系统的信道容量。提出一种新的概率整形算法,首先引入正交频分复用调制建立可见光通信模型,然后通过理论推导出星座点误符号率,并根据不同星座点的理论误符号率来生成发送端信源的概率分布。仿真结果表明：该算法生成的信源不仅能更好地适应当前信道状况,还避免了多次发送训练求取接收端误符号率的过程;与现有的概率整形算法相比,所提算法可以获得更高的信息传输速率。     

基于OFDM调制的可见光通信系统的导频设计

研究了基于正交频分复用(OFDM)调制的可见光通信(VLC)系统的导频设计方法.针对室内可见光通信信道特性,研究了导频数目对于信道容量的影响,从理论上给出了导频间隔与信道容量下界的关系式.在此基础上,建立了基于OFDM调制的可见光通信实验系统,并以上述理论关系式作为导频数目的设计依据.实验结果表明,随着导频间隔的变化,实验系统得到的系统频谱效率与理论给出的信道容量下界的变化趋势吻合,即文章提出的导频间隔与信道容量下界的理论关系式为可见光通信的最优导频间隔设计提供了理论依据.     

以用户为中心的社会多媒体计算

从用户的角度解读社会多媒体计算框架,提出一种以用户为中心的社会多媒体计算框架。在这个框架下,重新探讨了以用户为中心的社会多媒体计算3方面的任务:用户感知的多媒体内容理解、基于网络行为的用户建模、社会媒体网络用户关系分析。     

基于物理层加密的OFDM可见光通信系统安全传输方案

针对可见光通信（VLC）链路的数据传输安全性不高的问题。在正交频分复用（OFDM）VLC系统中,提出一种比特级、符号级和相位联合加密的三级物理层加密方案。首先,引入Logistic映射的混沌序列加密方法降低加密数据的相关性,提高加密数据的安全性和系统的传输性能;然后,提出基于S替换表的星座映射,根据不同的S替换表生成对应的星座映射关系,使得原始二进制比特数据和加密后生成的数字调制信号之间始终保持格雷映射的特性,保证格雷增益。仿真结果表明：相比现有的方案,提出的物理层加密方案不仅具有更高的安全性,还降低了OFDM VLC系统发送数据的峰均功率比,缓解了发光二极管（LED）发射端产生的非线性失真,提升了系统的误码率性能。     

下行多点协作传输系统中基于大尺度信道的协作用户选择

研究下行多点协作传输系统中的协作用户选择问题.首先分析下行多基站协作系统中空域满复用服务多用户的必要性,而后研究满复用传输时的协作用户选择方法,被选为一组的用户在相同的时频资源上由多个基站以协作空分多址的方式服务.分析表明,每个被服务用户的平均接收信干噪比与相邻协作小区内被服务用户的大尺度信干比成递增关系.在此基础上,提出一种基于大尺度信干比的协作用户选择方法.仿真结果表明,与现有基于大尺度信道信息的用户选择方法相比,所提出的方法以较小的小区平均数据率损失为代价,大幅度提升了小区边缘用户数据率.     

以用户为中心的电力二次设备统一化配置系统界面设计

不同变电站二次设备的运维配置工具间存在巨大差异,造成现场运维人员作业风险高、负担重、电网运行监控异常事件频发等问题。因此,文章提出一种以用户为中心的电力二次设备统一化配置系统界面设计方法,采用以用户为中心的设计流程,充分考虑变电站现场运维人员的作业需求和具体想法,将操作习惯性、可衍生性、安全性等因素有机融合到系统界面的设计过程中,形成一套统一的运维配置系统界面,并进行广泛推广。     

基于可见光通信的图像传输系统的设计

针对目前可见光通信传输速率低、难以实现图像通信的问题,通过研究高亮度白光LED光强调制原理和光电检测器特性,研制了一种可见光图像传输系统.设计了系统的光发射与接收电路,编写了图像传输与显示程序.通过实验验证,系统实现了通信速率为2 Mbit/s的PC机到PC机的字符及图像传输,为高速可见光通信的发展提供了一种可靠的电路设计方案.     

A High-Speed Bi-Directional Visible Light Communication System Based on RGB-LED

In this paper, we propose and experimentally demonstrate a bi-directional indoor communication system based on visible light RGB-LED. Spectrally efficient modulation formats （QAM-OFDM）, advanced digital signal processing, pre- and post- equalization are adopted to compensate the severe frequency response of indoor channel. In this system, we utilize red-green-blue Light emitting diodes （LEDs）, of which each color can be used to carry different signals. For downlink, the low frequencies of each color are used while for uplink, the high frequencies are used. The overall data rate of downlink and uplink are 1.15-Gb/s and 300-Mb/s. The bit error ratios （BERs） for all channels after 0.7 m indoor delivery are below pre-forward- error-correction （pre-FEC） threshold of 3.8×10-3. To the best of our knowledge, this is the highest data rate in bi-directional visible light communication system.     

基于OFDM的多色可见光通信联合子信道与功率资源分配优化算法

设计了一种联合功率与子信道的资源分配算法,该算法用于正交频分复用(OFDM)的多色可见光通信(VLC)系统。相比于传统的单色光通信,文章所设计的算法可用于多种可见光,包括红、绿、蓝等多种可见光的OFDM信号传输。该资源分配算法目的在于最大化可见光传输网络的传输速率,首先对三种不同的可见光进行子信道的优化分配,得到该优化值后对其进行功率分配,以达到最终的目标优化值。仿真结果表明,相比于固定的资源分配算法,该算法可以取得更高的传输速率。     

室内可见光通信调制方法分析

为了利用白光LED实现照明和通信的双重功能,根据室内照明可见光通信的特点,提出了反向归零码开关键控(ROOK-RZ)调制、反向脉冲位置调制(RPPM)、反向差分脉冲位置调制(RDPPM)和反向数字脉冲间隔调制(RDPIM)。在给出符号结构的基础上,分析比较了各种调制方式的带宽需求和平均发射功率,推导了误时隙率表达式,并对各种调制方式的误时隙率进行了比较。结果表明,开关键控(OOK)具有最小的带宽需求,RPPM可获得最大的平均发射功率和最好的误时隙率,但带宽需求最大。     

基于粒子群优化压缩感知的可见光定位算法

目前,基于压缩感知的可见光定位采用线性最小二乘法重构信号,容易陷入局部最优解,且需要高密度的发光二极管布局。针对这些问题,提出了一种基于粒子群优化压缩感知的可见光定位算法。首先,建立一种基于重构接收信号强度残差的适应度函数;其次,将指纹定位的权重求解问题转换为稀疏矩阵的重构问题;最后,采用粒子群优化重构信号。仿真结果表明,所提算法的时间复杂度较低、鲁棒性好,即使在低密度的发光二极管布局下,定位误差依然很小。当信噪比为10 dB、网格间距为50 cm时,所提算法定位误差的平均值为3.67 cm,显著低于现有的10种同类算法。还详细分析了不同参数对所提算法定位误差的影响,所得结果可为实际可见光定位系统的设计提供有益的参考。     

基于副载波复用的多输入单输出正交频分复用LED可见光通信系统

提出了一种基于副载波复用的新型的多输入单输出(MISO)正交频分复用可见光通信(OFDM-VLC)系统构架,并且实验验证了2×1和3×1的MISO OFDM-VLC系统传输。分别测量了2×1和3×1的实验系统的误差矢量幅度(EVM)随输入电压变化的曲线图,找出了两个系统各自的最佳偏置范围。在将输入电压设置在最佳偏置范围之内的情况下,改变传输距离,对2×1系统,给出了系统EVM性能变化的曲线图;对3×1系统,给出了系统EVM和误码率(BER)性能变化的曲线图。在没有任何均衡的情况下,两个系统的传输距离都可以长达140cm。     

基于LED可见光的网络通信系统设计

随着信息技术的不断发展,通信技术水平越来越高.近年来不少学者对LED光通信进行研究,实现了基于LED的电光信号转换、光信号传输接收以及光电信号解析,达到了数字信息通信的效果.因此,给出了一种基于LED可见光的网络通信系统设计方法,描述网络通信系统架构,阐述LED光通信网络节点、网络层次结构以及网络传输协议等技术.     

可见光通信系统中光源优化方案的研究

本文提出了一种基于可见光通信(VLC)系统的发射光源优化控制方案,将用户需求、网络性能指标与系统模型相结合,能够实现单(多)用户及不同应用场景条件下最优的发射光源方案。该方案系统除了包含发射光源、探测器阵列和光电转换装置等传统VLC系统组件外,还增加了发射光源控制模块、运算处理模块和数据存储模块,最终实现对光源发射参数的优化控制。     

用于VLC的LED半功率角优化布局方法研究

提出通过优化发光二极管(LED)半功率角的布局来提高室内可见光通信系统性能的方法。4种典型的LED布局方式的仿真结果表明,该方法对于提高可见光通信系统的信噪比、降低信噪比的波动有明显效果。对于均匀的LED布局方式,信噪比的波动从未优化时的5.2 d B大幅下降到0.3 d B。该方法不需要调节LED的功率,更适合于工程运用。