基于神经网络的可见光通信系统信道估计方法

针对现有的非对称限幅光正交频分复用（ACO-OFDM）可见光通信（VLC）系统中信道估计方法存在导频数量过大、精度低、估计效率不高的问题,提出一种基于深度神经网络（DNN）的VLC信道估计方法。利用梯度集中化（GC）方法进行模型优化,并采用端到端的方式跟踪信道信息并恢复失真信号。仿真结果表明：所提方法的误码率（BER）和均方误差（MSE）性能均优于传统方法;在使用较少的导频和省略循环前缀（CP）进行信道估计时,所提方法具有更强的鲁棒性。此外,在DNN训练过程中引入GC方法,可以加快网络的收敛速度,提高其优化能力。     

指数修正高斯拟合寻峰算法处理FBG传感信号

光纤布拉格光栅(FBG)传感系统因其检测精度高、重复性好和适应性强等优点而被广泛应用于不同领域。由于FBG传感器为波长调制型传感器,因此对于外界参量的检测即为FBG中心波长的检测,而FBG中心波长值对应于FBG反射光谱的峰值。因此,系统解调的核心即为FBG反射光谱的峰值检测,而高精度的寻峰算法是系统解调的关键技术。现有的寻峰算法对FBG反射谱进行峰值检测时,都是以FBG反射谱为标准高斯型为前提的。但由于实际制作工艺及环境的影响,FBG反射光谱并不是标准高斯型光谱,而是非对称的高斯型光谱,其非对称特性往往会对寻峰精度有一定的影响。针对现有算法这一缺陷,提出了一种指数修正高斯(EMG)拟合寻峰算法。利用三次判定定位实现粗定位,同时剔除假峰和无效峰值;在此基础上以粗定位点为中心进行光谱重构,再利用积分判定峰值偏向;然后根据不同的峰值偏向以给定的指数修正函数进行相应的峰值修正。实验仿真结果表明：定温条件下或变温条件下,与直接寻峰算法、高斯拟合算法和文献中的算法相比,EMG算法的峰值检测误差最小,寻峰精度提高。考虑了FBG反射光谱非对称特性对寻峰的影响,从光谱自身特性的角度,既克服了传统寻峰算法的局限性,又保证了高精度的寻峰效果。     

基于多核点共享树的多源光组播路由方法

通过网络编码方法优化多核点选择和组播信息传输,本文提出一种基于多核点共享树和网络编码的光组播路由构造和波长分配方法、减少波长资源消耗和提高网络的负载平衡性能.首先,删除产生源点迂回回路的网络编码备选核点集合,采用启发式矩阵运算方法确定多源共享树的网络编码核点,实现多源共享树以最少的核点覆盖最多的源节点;然后,为减少波长信道消耗数目,在确定的核点到目的节点间加入网络编码方法传输信息;最后,讨论了多核点共享树的波长分配方法和目的节点成功解码的边分离路径方法.仿真结果表明:与单核共享树、基于网络编码的单核共享树相比,基于网络编码的多核点共享树组播路由方法需求最少的波长数目和获得最好的网络负载平衡性能.     

室内多输入多输出可见光通信系统接入点与功率分配优化

针对室内用户在非均匀分布时选择最高信号强度接入点（AP）导致系统总速率和用户服务质量较低的问题,提出联合AP和功率分配的方法。考虑多个LED作为AP的可见光通信（VLC）网络,根据用户分布设计了一个基于用户信道增益权重回溯（BM）的AP分配算法,使权重较低的用户接入到其他AP,降低资源竞争严重的LED上的用户负载;为了使所有用户均能满足通信需求,提出改进逐维动态正余弦算法（IDDSCA）的转换参数,并引入基于最优解方向的自适应搜索策略。利用IDDSCA动态调整每个AP下行链路的功率分配,同步优化系统总速率和用户服务质量。仿真结果表明,所提BM-IDDSCA方案相较于BM-DDSCA、SLCG-IDDSCA、BM-αPA、MT-PA与SLCG-QTPA方案在总速率方面分别提升2.94%、4.20%、2.03%、62.90%、4.89%。     

最小代价最大节点度数的稀疏光疏导方法

疏导可以增加多播业务请求成功传输概率并提高光纤链路带宽利用率,但波分复用光网络中所有节点具有疏导能力则会增加网络造价和复杂度.本文研究了稀疏疏导网络中疏导节点选择策略,提出基于最小代价最大节点度数的疏导节点选择策略;根据疏导节点和非疏导节点功能差别,改进了稀疏疏导网络中多播请求的疏导传输方法.结合最小代价最大度数疏导节点选择策略和多播业务稀疏疏导传输方法,提出一种根据网络业务阻塞率限定值指标实现多播请求所需最少数目疏导节点的稀疏路由方法.仿真结果表明:在网络给定波长数和光收发器端口数目情况下,所提策略能够节约所需疏导节点数目并优化疏导节点位置,降低网络节点构造造价.     

基于可见光通信的LED布局与功率分配的同步优化

本文提出了一种基于融合改进策略的快速鲸鱼优化算法（FWOA），用于解决室内可见光通信（VLC）系统中光信号分布不均匀的问题。该算法通过反向学习和非线性收敛因子提升了收敛速度，采取扰动搜索机制实现全局寻优。在考虑发光二极管（LED）部署高度的光源布局和功率分配方面，采取了同步优化方案。实验结果表明，在优化16个LED布局模型后，系统照度均匀度提升了7.39%～109.03%，接收功率的品质因子由5.25提高到12.23，同步优化后进一步提高至15.12。此外，实验发现，当LED数量存在限制时，通过选择合适的LED数量，可以在系统能量和性能之间达到较好的平衡。