可见光通信与无线电通信垂直切换研究

发布时间：2017-06-15 18:10

  本文关键词：可见光通信与无线电通信垂直切换研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：可见光通信(VLC)与无线电通信组成的异构融合通信网络中,为了保证用户获得持续有效的通信服务,可见光通信与无线电通信垂直切换是研究重点。VLC采用强度调制/直接检测,易受遮挡影响,这些特点使得传统垂直切换方法难以有效适用于其与无线电通信垂直切换,目前,已有的VLC与无线电通信垂直切换研究主要存在以下三个方面的问题:(1)缺乏适用于VLC MIMO系统的有效干扰检测方法,不同干扰情况下的切换决策并不相同,不清楚存在的干扰类型,终端无法选择合适的垂直切换算法;(2)现有移动干扰情况下垂直切换算法缺少不同网络服务质量的感知比较方法,无法保证用户接入到提供最优服务质量的网络中;(3)现有遮挡干扰情况下垂直切换算法的切换决策单一,缺乏自适应性,无法保证遮挡干扰导致的信息传输延迟始终较小。针对上述问题,本文依托国家863项目对可见光通信与无线电通信垂直切换展开研究。首先针对VLC系统中不同干扰类型有效检测方法进行研究,提出一种基于干扰检测的垂直切换预判决方案。然后针对移动干扰和遮挡干扰情况,分别提出一种基于等效SINR的垂直切换算法和一种基于RBF模糊神经网络的垂直切换算法。本文主要研究成果如下:1.提出一种基于干扰检测的垂直切换预判决方案。首先针对不同干扰类型对VLC MIMO系统性能影响展开研究,根据研究结果提出适用于可见光多输入多输出(MIMO)通信系统的干扰检测方法,进而提出一种基于干扰检测的垂直切换预判决方案,根据干扰检测结果选择合适的垂直切换算法。仿真实验表明,行人平均密度增大到0.1[m2]?,干扰非常严重时,提出的干扰检测方法无法准确检测的概率仅为4.7%。2.提出一种移动干扰情况下基于等效信干噪比(SINR)的垂直切换算法。算法首先将达到相同最大传输速率作为转换条件,把可见光信号SINR转换为等效的无线电信号SINR;然后,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;最后,为了减少乒乓切换,引入驻留定时器进行切换判决。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网络布设和环境中光噪声强度变化都具有较好的适应性。3.提出一种基于径向基函数(RBF)模糊神经网络的垂直切换算法。首先,对遮挡情况下的切换决策影响参数进行研究;然后,对不同参数获取方法进行分析;最后,选择最重要的三种参数输入RBF模糊神经网络进行模糊推理,根据输出的精确值进行切换决策。仿真结果表明,算法能够根据不同情况合理的判决立即切换或继续等待,保证遮挡造成的信息传输延迟始终较小,且遮挡频繁时,切换次数比立即切换减少了约50%,有效避免了乒乓切换。
【关键词】：可见光通信 垂直切换 干扰检测 等效SINR转换 最佳切换触发时刻 切换间隔时间 RBF模糊神经网络 信息传输延迟
【学位授予单位】：解放军信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 主要符号对照表11-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 研究现状13-16
• 1.2.1 不同干扰类型检测方法研究现状14-15
• 1.2.2 移动干扰情况下的垂直切换算法研究现状15-16
• 1.2.3 遮挡干扰情况下的垂直切换算法研究现状16
• 1.3 问题的提出与分析16-17
• 1.4 论文的主要内容和章节安排17-22
• 1.4.1 论文的主要内容17-19
• 1.4.2 章节安排19-22
• 第二章 可见光通信与无线电通信垂直切换概述22-28
• 2.1 可见光通信系统信道模型22-24
• 2.2 可见光通信系统中干扰类型分析24-25
• 2.3 可见光通信与无线电通信垂直切换分析25-26
• 2.4 本章小结26-28
• 第三章 一种基于干扰检测的垂直切换预判决方案28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 不同干扰类型对可见光MIMO通信系统性能影响分析28-34
• 3.3 可见光MIMO通信系统中不同干扰类型检测方法34-37
• 3.3.1 遮挡干扰检测34
• 3.3.2 移动干扰检测34-36
• 3.3.3 仿真分析36-37
• 3.4 一种基于干扰检测的垂直切换预判决方案37-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第四章 一种移动干扰情况下基于等效SINR的垂直切换算法40-50
• 4.1 引言40-41
• 4.2 移动干扰情况下垂直切换问题分析41-42
• 4.3 移动干扰情况下基于等效SINR的垂直切换算法42-45
• 4.3.1 垂直切换参数计算42-43
• 4.3.2 VLC与WIFI垂直切换触发43-44
• 4.3.3 VLC与WIFI垂直切换判决44
• 4.3.4 VLC与WIFI垂直切换流程44-45
• 4.4 仿真分析45-48
• 4.5 本章小结48-50
• 第五章 一种遮挡干扰情况下基于模糊神经网络的垂直切换算法50-60
• 5.1 引言50-51
• 5.2 遮挡干扰情况下切换判决影响因素分析51-53
• 5.3 遮挡干扰情况下切换判决参数获取53
• 5.4 遮挡干扰情况下基于模糊神经网络的垂直切换算法53-56
• 5.4.1 模糊神经网络结构53-55
• 5.4.2 学习训练过程55-56
• 5.4.3 切换判决56
• 5.5 仿真分析56-58
• 5.6 本章小结58-60
• 第六章 结束语60-62
• 6.1 结论60
• 6.2 论文主要的创新点和贡献60-61
• 6.3 下一步工作61-62
• 致谢62-64
• 参考文献64-68
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作68-69

【参考文献】

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本文编号：453143