基于等效SINR的VLC与WiFi垂直切换算法

针对室内可见光异构通信网络中,现有切换算法无法感知不同网络服务质量,不能保证用户始终获得最优网络服务的问题,提出一种基于等效SINR的VLC（visible light communication,可见光通信）与WiFi垂直切换算法。算法将达到相同最大传输速率作为转换条件,把VLC SINR转换为等效的WiFi SINR,在此基础上实现切换触发和判决。首先,根据目标网络和服务网络SINR差值与设定切换门限的对比结果进行切换触发;然后,考虑到VLC易受遮挡干扰影响的特点,引入驻留定时器进行切换判决,保证判决准确性。仿真实验表明,该切换算法能保证用户接入到提供最大传输速率的网络中,并且对于不同VLC网络布设和室内光环境影响都具有较好的适应性,更加适合室内融合VLC异构通信网络。     

基于VLC的室内无线视频语音通信系统的设计和实现

根据半导体照明与可见光通信(VLC)相融合的无线接入方式,提出了一种新型室内无线视频语音通信系统;可见光通信提供了从室内接入点到室内终端之间的无线互联,该接入点由照明光源组成,室内终端由用户终端组成;在需要安装VLC系统的地方对LED照明系统进行合适的改造,在照明光源和用户终端之间搭建了一个采用Manchester编解码OOK调制方式的最简VLC系统;介绍了全双工的实现技术及TCP/IP的组网方案等,讨论了室内可见光通信中提高系统整体性能的若干关键技术,并通过试验验证了该系统的可行性。     

室内可见光通信混合组网方案的设计与实现

本文提出一种基于可见光通信混合的组网方案,该方案中下行数据由LED阵列发送,上行数据通过wi—Fi网络发送。基于该混合组网,还提出一种室分复用机制,实现了多房间之间的室内宽带通信。通过该室分复用机制,混合可见光通信网络的吞吐量可得到显著提高。此外该混合组网中还可实现用户的定位和主动切换。实验平台验证了该混合组网的架构、室分复用和主动切换算法。     

一种结合拍卖的D2D协作通信中继选择算法

D2D协作通信技术可以满足提高蜂窝通信系统容量、扩大网络覆盖范围的通信需求。针对一些边缘用户受到信道衰落影响较大,从而影响用户的服务质量问题,提出了一种将拍卖原则引入D2D协作通信的中继选择算法。该算法首先在满足D2D通信要求和信噪比限制条件下得到中继备选集合;然后以优化链路吞吐量为目标选择最优中继节点;最后当两个或多个用户同时选中一个最优中继节点时,采用拍卖原则为D2D发射端分配最终中继。仿真结果表明,所提算法不仅有效地提高了吞吐量,同时保证了系统的中断概率。     

D2D中以用户为中心的联合接入控制和调度方法

在终端直通D2D(Device-to-Device)链路密集分布的通信系统中,针对多条D2D链路复用相同频带资源产生的同频干扰问题,提出一种以用户为中心的联合接入控制和时域调度方法。区别于传统机制中优化系统吞吐量或能效等系统侧性能,以用户为中心,最大化在调度周期中满足服务质量需求的D2D链路数目。原问题可分解为两部分:接入控制部分为混合整数线性规划问题,属于NP-hard难题,提出一种逐级接入控制算法;基于上述结果,时域调度部分为convex-cardinality问题,同属NP-hard难题,设计一种启发式算法。仿真体现了以用户为中心资源优化的必要性并验证了所提算法的有效性。     

D2D通信中基于信噪比均衡的资源分配算法

针对蜂窝系统中D2D通信和蜂窝通信模式下的资源共享问题,提出一种基于信噪比均衡的资源分配算法。在优化所有用户接收干扰功率和均衡所有用户信噪比的基础上,建立以最大化系统总吞吐量为目标的凸优化问题。利用拉格朗日乘数法求解凸优化问题,得到闭式解。仿真结果表明,该算法能提高D2D链路与蜂窝链路的信噪比及系统总吞吐量。     

基于朴素贝叶斯的室内VLC网络天线选择方法

在室内多天线多用户可见光通信(VLC)网络中,为了改善在发射天线和用户数量增多的情况下,最优天线选择算法存在时间复杂度过高问题,将朴素贝叶斯(NB)方法应用于室内多用户VLC网络下行链路发光二极管(LED)选择问题中.首先,将该LED选择任务建模为多分类问题,利用用户已知信道状态信息生成训练样本集,并通过VLC网络多用户通信和速率最大生成对应类标签;其次,利用生成的训练样本集,通过NB方法得到分类器模型;最后,将训练得到的分类器模型应用于新用户的LED选择.仿真分析表明,与最优多用户VLC网络LED选择算法相比,所提出的基于NB的LED选择方案可以有效地降低时间复杂度,在算法复杂度和用户传输和速率之间实现了较好的平衡.     

LTE-FDD与eHRPD重叠覆盖系统中的负载均衡算法

利用3G eHRPD和4G LTE-FDD移动通信系统进行混合组网时,每种网络制式下的小区在用户增多时都有可能过载。针对该问题,提出一种新的负载均衡算法。以网络资源利用率为参考对系统内的用户进行异系统垂直切换,使混合组网后的系统负载得到均衡。仿真结果表明,在保证无线链路丢失率不受显著影响的前提下,该算法可使LTE-FDD与eHRPD重叠覆盖的蜂窝小区平均吞吐量得到提高,并能找到使吞吐率最大的最佳切换阈值。     

D2D通信中基于保证蜂窝用户通信质量的功率分配算法

针对D2D通信与蜂窝通信复用频谱资源时会产生同频干扰的问题,提出一种基于保证蜂窝用户通信质量的功率分配算法。在保证蜂窝用户平均SINR和最小SINR双重约束的基础上,建立以最大化D2D链路平均吞吐量为目标的凸优化问题,并利用拉格朗日函数推导出最优功率分配的闭式解。仿真结果表明:该算法不仅可以保证蜂窝用户通信质量,而且也能最大限度地提高D2D链路以及整个系统的总吞吐量。     

面向输电场景的分层混合通信系统研究

基于输电线路状态监测的通信特点和应用需求,分析电力光载无线通信系统的局限性,提出光载无线和无线多跳相结合的分层混合组网架构。考虑到输电场景的链式组网特点,为保证通信网络的可靠性,并防止网络单点失效带来的网络中断问题,提出3种多跳链路维护方法,对输电场景的通信系统建设具有一定借鉴意义。     

改善室内可见光通信系统性能的关键技术

可见光通信是一项新兴的基于白光LED的无线光通信技术。可见光通信系统可以实现照明和通信的双重作用。通过分析影响白光LED通信性能的因素,对室内可见光通信中提高系统整体性能的若干关键技术进行了研究讨论,为改善白光LED通信系统性能提供进一步努力的依据。     

基于LED半功率角的VLC混合室内定位算法研究

提出一种基于LED半功率角的VLC混合室内定位算法,该算法结合LED半功率角特点,在LED半功率角覆盖范围内时,光信号强度大、信道条件好,信号受到的路径损耗影响小,使用半功率角RSS算法进行定位;在LED半功率角覆盖范围外时,光信号强度小、信道条件差,提出到达角差值算法进行定位,该算法受光信号强度值大小的影响小,且只需2个LED信源可实现室内三维空间定位.最后,使用Matlab仿真,并利用卡尔曼滤波消除算法定位误差,将定位误差减小到2 cm.基于LED半功率角的VLC混合室内定位算法复杂度低、定位精度高,且实现简单.     

室内可见光通信盲均衡技术研究

为了降低室内可见光通信的误码率和由于多径效应导致的码间串扰,提高系统的传输特性,研究了可见光通信系统的盲均衡算法。对室内可见光通信（Visible Light Communication,VLC）系统信道进行了建模分析,利用一种改进的冲激响应算法推导计算了室内可见光通信的冲激响应。针对最小均方算法（Least Mean Square,LMS）等需要训练序列、占用信道带宽的缺点,提出了一种基于Sigmoid函数的变步长恒模（Covariance Matrix Adaptation,CMA）盲均衡算法补偿信道损耗。实验结果显示：采用了改进的CMA算法后,系统的收敛速度更快,收敛后的稳态误差减小,均衡器对系统的跟踪效果优良,通信系统的误码率也大大下降,抗噪声能力显著提高,可以有效地改善室内VLC系统的码间串扰问题。     

室内电力线通信和可见光通信融合信道参考模型

室内电力线通信PLC和可见光通信VLC融合系统的设计需要对融合系统的参考模型进行研究。传统的电力线通信和可见光通信融合信道的分析模型没有对融合系统的信道模型参数进行确定,因此模型只能定性地描述融合信道的一般特性。通过对典型场景下融合信道的实际测量,提出了电力线通信和可见光通信融合系统的参考模型,该模型由一小组参数决定。基于最小二乘法对模型参数进行拟合,进而得到融合信道模型参数,继而增加了融合信道模型的实用性。 搭建的融合系统验证了参考模型的正确性,结果表明所提出的融合信道模型能很好地描述实测的融合信道传输特性。     

构建基于VLC的网络电视直播系统

很多用户都认为VLC只是一款成熟的多媒体播放软件,能够播放很多本地的视频格式的影音文件。实际上VLC不仅具有普通播放软件的播放功能,还具有作为多媒体点播服务器的功能。该文中利用VLC构建了一个校园级的电视直播系统,供学生观看流畅,及时的电视节目。     

划分子匿名区域的k-匿名位置隐私保护方法

随着移动计算技术和无线设备的蓬勃发展,位置服务中的隐私保护成为了研究热点。传统的K-匿名方法存在查询结果不精确的缺点,尤其是在用户稀少的场景下,将产生较大的匿名区域,从而增大通信开销。为了平衡服务质量和隐私保护之间的矛盾,依据将匿名区域分裂成几个分散的子匿名区域,提出一种新的划分子匿名区域的方法,该方法将不产生连续的匿名区域而是直接划分出n个子匿名区域,并随机选择一个子匿名区域代替真实用户的位置向LBS服务器发起查询。实验结果表明,该方法能更加有效地保护用户的隐私,并且能够提高服务质量,减少通信开支。     

构建基于VLC的网络电视直播系统

很多用户都认为VLC只是一款成熟的多媒体播放软件,能够播放很多本地的视频格式的影音文件。实际上VLC不仅具有普通播放软件的播放功能,还具有作为多媒体点播服务器的功能。该文中利用VLC构建了一个校园级的电视直播系统,供学生观看流畅,及时的电视节目。     

A hybrid power line and visible light communication system for indoor hospital applications

Modern hospitals are beginning to adopt E-HEALTH as efficient complements to the traditional healthcare services. To support the E-HEALTH services, a locatable, radiation-free and high-capacity communication system is urgently needed in hospitals. Power line communication (PLC) systems can use the ubiquitous power line network to power the light-emitting diode (LED) lamps while serving as the backbone network for the indoor visible light communication (VLC) systems naturally. In this article, a hybrid broadband power line and visible light communication system with orthogonal frequency division multiplexing modulation is proposed for the indoor hospital applications, which gives a brand-new solution to replace the conventional wireless communication systems in hospitals. A general-purpose system model is provided and some basic techniques to enhance system performance are also investigated. Moreover, a feasible demonstration which supports over 48 Mbps data rate within a bandwidth of 8 MHz is implemented in the laboratory.     

可见光通信物理链路的基准保密容量比较研究

在5G演进过程中,可见光通信的物理层安全问题逐渐受到关注与讨论。然而,现有研究范式尚局限于基于传统朗伯型LED光源的可见光通信保密链路的讨论,对于实际商用非朗伯光源下链路的保密特性,特别是非朗伯链路配置下的基准保密容量,尚缺少量化比较研究。针对上述问题,文章延伸了已有可见光保密链路建模方案;量化展示了室内环境下,典型非朗伯可见光保密链路的基准特性差异。量化结果显示,相比较传统朗伯波束情况,典型非朗伯波束可将基准保密容量的空间动态范围从0~10.78 bps/Hz压缩至0~6.40 bps/Hz,相应地基准保密容量均值从初始的5.25 bps/Hz减少至2.78bps/Hz。因此,在设计及优化可见光通信保密链路过程中,应综合考虑光源多样波束特性对保密容量的影响,可将其作为潜在的优化维度。     

Map assisted PDR/Wi-Fi fusion for indoor positioning using smartphone

In this paper we present a map-assisted pedestrian navigation system for smartphone user which combines map information, IMU-based Pedestrian Dead Reckoning (PDR) and Wi-Fi localization using fingerprinting method. PDR (Pedestrian Dead Reckoning) using smartphone consist with step detection, step length estimation and heading estimation. However, these algorithms have errors caused by various reasons such as step length error at uncertain user, magnetic disturbance in indoor situation and unstable position of smartphone. To increase accuracy of the PDR, Wi-Fi fusion or map matching method has been proposed. However, previous methods could not solve fault matching or creating map in hall area. Especially in hall, pedestrian could make various trajectories that accurate map structures are required. For solving the structure of map database in hall problem and accurate link selection, we propose a Virtual Link (VL) algorithm with a Virtual Track (VT). Furthermore, an Extended Kalman Filter (EKF) is used for estimating pedestrian position and IMU sensor errors. With map information, step length estimation error, heading error at pedestrian dead reckoning and some IMU sensor errors are estimated. Real world experiments are conducted at building, and it shows less than 3m of CEP (Circular Error Probability) after 200m walk.