【摘 要】
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下一代无线通信涉及三种密度要求,即高用户密度、高流量密度以及密集的接入点部署,VLC作为一种新兴技术,有望解决传统无线频段的频谱资源紧张问题;PDNOMA技术作为一种新型多址接入技术,可以在吞吐量和公平性之间取得平衡。本文主要研究了PD-NOMA技术在室内可见光通信中的应用,具体围绕三个问题展开研究:一、研究了PD-NOMA-VLC系统下行链路的用户分组问题。首先基于DCOOFDM-VLC系统给出
【基金项目】
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国家重点研发计划“面向微型化高速长距离传输的可见光通信系统研究（2018YFB1801905）”； 国家自然科学基金重点国际合作项目“光定位辅助光射频混合通信（61960206005）”； 国家自然科学基金重点国际合作项目“B5G 移动通信测量与建模理论研究（61960206006）”；
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下一代无线通信涉及三种密度要求,即高用户密度、高流量密度以及密集的接入点部署,VLC作为一种新兴技术,有望解决传统无线频段的频谱资源紧张问题;PDNOMA技术作为一种新型多址接入技术,可以在吞吐量和公平性之间取得平衡。本文主要研究了PD-NOMA技术在室内可见光通信中的应用,具体围绕三个问题展开研究:一、研究了PD-NOMA-VLC系统下行链路的用户分组问题。首先基于DCOOFDM-VLC系统给出单个NOMA簇的系统模型,通过0-1变量限定用户所属的NOMA簇,每个NOMA簇占用对称的子载波,对用户分组后的用户可达和速率进行优化。考虑到组合问题的复杂性,引入了数据挖掘中的K均值聚类算法,通过限定用户所属的NOMA簇,并在确定的功率分配方案下简化原优化问题。最后针对传统K均值聚类算法进行了改进,仿真结果表明改进的K均值聚类算法相较传统K均值聚类算法和传统的用户配对方案下的系统和速率具有一定提升。二、研究了PD-NOMA-VLC系统上行链路的用户分组和功率分配的联合优化问题。在上一个问题的基础上引入用户功率分配因子这个优化变量,对用户分组和功率分配后的用户可达和速率进行联合优化。利用上个研究问题提出的改进K均值聚类算法将用户分组固定,优化问题简化为单个NOMA簇的用户可达和速率的最大化问题,采用广义乘子法和最速下降法对上述优化问题进行求解。最后,仿真结果表明联合优化的和速率性能优于仅对功率优化或采用改进的K均值聚类算法的方案。三、研究了PD-NOMA-VLC系统下行链路的检测算法。串行干扰消除等多用户检测技术被用来在接收端进行用户干扰的抵消,但由于串行干扰消除引起的错误传播问题尚未得到解决,降低了系统误码率性能并导致用户公平性无法保证。本文提出了一种适宜于用户复用数较少场景的联合检测,在无需进行串行干扰消除的前提下,可以根据联合星座图直接计算出用户信号比特的对数似然比,并将LLR值作为译码器的输入,进行信道译码就可以检测出用户信号。最后,通过仿真表明联合检测方案下系统误码率性能优于线性检测和串行干扰消除检测算法。
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