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使用资源分配的水下光无线传感器网络
摘要: 光无线通信是实现高速、高安全性无线连接的一种节能且具成本效益的解决方案。本文提出一种采用多输入多输出技术及功率分配算法的水下光无线传感器网络,用于支持多用户并应对水下信道不确定性干扰的影响。在所提功率分配算法中,所有LED节点由中央控制器协调控制;每个LED节点覆盖其视场范围内的所有用户。通过光码分多址实现用户分离,采用循环光正交码作为CDMA码。接收端为每个用户专门设计最小均方误差(MMSE)滤波器,通过联合优化MMSE滤波器与分配功率来提升整体吞吐量和信噪比。由于系统性能可能受水下信道不确定性影响,该功率分配方案可利用预测的信道不确定性方差来降低信道不确定性的干扰并改善信噪比。与等功率分配算法相比,本算法能支持更远传输距离、更高比特率及更低误码率。
关键词: 多址干扰、水下通信、无线传感器网络、信道不确定性、MIMO系统、码分多址、光无线通信、资源分配
更新于2025-09-23 15:23:52
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[IEEE 2018国际信息与通信技术融合会议(ICTC)-济州(2018年10月17日-2018年10月19日)] 2018年国际信息与通信技术融合会议(ICTC)-光无线通信MIMO系统中采用CR方法的极化调制
摘要: 一种名为极坐标调制的简单调制技术,用于将QAM符号转换为实数和正数符号,众所周知它不需要像厄米特对称性这样的复杂过程。然而,存在一个问题,即极坐标调制符号之间的欧几里得距离在星座图中不均匀,从而增加了特定符号的误码概率。在本文中,我们提出了一种高效的极坐标调制方案,该方案使用CR来统一极坐标调制符号之间的欧几里得距离。仿真结果表明,与一般极坐标调制相比,所提出的方法具有更好的误码率增益和功耗。
关键词: QAM(正交幅度调制)、MIMO(多输入多输出)、QCM(石英晶体微天平)、OWC(光无线通信)、极化调制、CR(认知无线电)
更新于2025-09-23 15:23:52
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OWC-大规模MIMO系统的信道建模与分析
摘要: 本文研究了地面-高山基站间采用大规模MIMO线性阵列的短距离斜程自由空间光无线通信中上行与下行信道的差异。构建了线性阵列斜程场景下的上下行大气损耗、闪烁效应、光束扩展及指向误差模型,对比分析了不同波长光波在不同传输距离下的上下行大气损耗、空间相干长度、接收机波束宽度、指向误差方差、相对均方误差(RMSE)及误码率(BER)。仿真分析表明:上下行大气损耗相同;上行接收机波束宽度大于下行;下行相干长度和指向误差方差大于上行;上述参数均随光波波长和传播距离单调变化。
关键词: 光无线通信、均方误差、波长、信道建模、大规模多输入多输出
更新于2025-09-23 15:23:52
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[IEEE 2018年智能与创新计算应用国际会议(ICONIC) - 毛里求斯莫恩特鲁萨尔,马尼格尼平原(2018.12.6-2018.12.7)] 2018年智能与创新计算应用国际会议(ICONIC) - 社区卫生中心红外无线通信设备的开发
摘要: 随着先进通信设备的广泛应用,特别是在医疗领域,解决预期问题的重要性日益凸显。我们关注的问题是社区卫生中心频繁采集患者体征数据时面临的操作困难——这些机构通常仅有少量辅助人员。本文研究表明,社区卫生中心特殊病房内的人体体征(如体温和活动状态)数据可通过计算机实现传输。我们的实施方案将温度传感器(LM35)、热释电红外传感器与红外??榧芍恋统杀镜腁rduino通用Lilypad微控制器(作为发射端),该开发设备能与接收端(包含Arduino Mega主板、红外接收器及计算机)顺利通信。我们成功实现了将C.E.恩根先生体征数据无缝传输至远程计算机进行分析。该项目将弥补农村社区卫生中心昂贵设备缺失与人力不足的缺陷,当患者出现异常时,本设计装置能帮助医护人员及时响应。
关键词: 传感器、红外、健康、远程监测、光无线通信
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于光无线通信的室内定位算法:性能优化与数学建模
摘要: 本文通过改变系统参数,在视距配置的室内光无线信道模型下,分析了最优波束半径室内定位(OBRIP)和双接收器室内定位(TRIP)算法的性能。在10米×10米×3米的房间尺寸中,所有模拟结果显示TRIP的最小平均误差为0.61米,而OBRIP为0.81米。此外,在每种模拟条件下,使用两个接收器的TRIP性能优于OBRIP,将位置估计误差降低了高达30%。为了更好地理解不同波束半径组合与发光二极管间距对位置估计误差的影响,通过累积分布频率(CDF)图确定了第90百分位误差,TRIP的误差值为0.94米,而OBRIP为1.20米。两种算法对接收器倾斜角度的变化也表现出鲁棒性,从而在选择适应任何室内环境的参数时提供了灵活性。此外,本文采用基于原始矩概念的数学模型验证了所提算法的模拟结果,通过该数学模型推导出了圆形和矩形波束形状的光无线通信室内定位系统中均匀分布点标准差的闭式表达式。
关键词: 位置估计、信道建模、原始矩、光无线通信、室内定位系统、累积分布频率、标准差
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年第26届软件、电信与计算机网络国际会议(SoftCOM)- 斯普利特(2018年9月13日-2018年9月15日)] 2018年第26届软件、电信与计算机网络国际会议(SoftCOM)- 以光无线通信作为道路及未来交通中射频技术的支持与替代方案的车联网通信
摘要: 在通信领域各类激光及光源中,新型组件对光无线和光传感应用的重要性与日俱增。本文阐述了光波与射频波传播的结合方式,同时探讨了激光器与光纤激光器的新技术。内容涵盖作为混合传输方法的光无线通信(OWC,即众所周知的自由空间光学通信FSO),其与电信技术(如WIFI、射频及卫星通信)以及传感技术(如激光雷达与雷达组合)的融合。分析了物理层的重要特性,包括实用的调制方式和针对单光源的前向纠错编码。此外,还讨论了提升日间信噪比的不同方案。本文研究了光无线技术在自动驾驶领域的潜在应用方向。
关键词: 车联网通信、光无线通信、光源、混合网络
更新于2025-09-23 15:22:29
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[2018年电气工程与计算机科学国际会议(ICECOS)- 印度尼西亚邦加槟港(2018.10.2-2018.10.4)] 2018年电气工程与计算机科学国际会议(ICECOS)- 基于光无线通信的患者监护系统模拟收发电路设计与实现
摘要: 本文介绍了基于光无线通信(OWC)的患者监护系统模拟前端(AFE)??榈纳杓朴胧迪?。该通信链路采用可见光作为下行链路、红外光作为上行链路。无线患者监护系统由两部分组成:主机(或协调器)和客户端(或患者设备)。在患者设备部分,我们设计了带屏蔽配置的印刷电路板,使AFE??榭芍苯恿又廖⒖刂破鞯ピ∕CU)的GPIO引脚而无需任何线缆。此外,AFE??榈某叽缟杓频糜隡CU相近。因此,患者设备具有体积小、线缆最少、可穿戴且复杂度低的特点。AFE接收器输出为数字波形,因此兼容开关键控(OOK)调制。该AFE??榭赏ü址绞角谢?,可见光下行链路的光频率最高可达25 KHz,红外光上行链路的光频率最高可达1500 Hz。在0°接收角度下,光链路距离最远可达2米。
关键词: 可见光通信、可穿戴患者监测、红外通信、光无线通信(OWC)、模拟前端
更新于2025-09-23 15:22:29
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一种采用有源高通预加重电路的高速光无线通信系统
摘要: 本文提出了一种采用新型预加重电路的高速光无线通信链路,以提升高数据速率下的传输性能。通过在实验室利用现有1550纳米波段激光通信组件搭建的光无线链路进行测试,验证了该预加重电路的有效性。与未采用预加重电路的光无线通信链路相比,在误码率2×10?3条件下,当通信速率分别为155 Mbps、622 Mbps和1.244 Gbps时,采用本预加重电路可使系统功率代价分别改善1.6 dB、2.2 dB和1.0 dB;在更低误码率10??条件下,相应速率的功率代价改善值分别为2.2 dB、3.7 dB和0.7 dB,证实了该预加重电路在光无线通信链路中的有效性。
关键词: 预加重、光通信、光无线通信、自由空间光通信、光无线链路
更新于2025-09-23 15:22:29
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[2018年IEEE物联网与智能系统国际会议(IOTAIS) - 印度尼西亚巴厘岛(2018.11.1-2018.11.3)] 2018年IEEE物联网与智能系统国际会议(IOTAIS) - 5G环境下的光物联网:应用与挑战
摘要: 第五代(5G)电信标准正在制定中,以满足对高速无线网络(即每秒数十千兆比特量级)日益增长的需求。该标准主要源于用户数量激增及大量被称为智能设备的不同终端接入物联网(IoT)网络。目前已涌现出毫米波、大规模多输入多输出及小型蜂窝通信等潜在5G技术。虽然这些技术能满足5G要求,但作为补充方案的光无线通信(OWC)技术也备受关注。其中可见光通信(VLC)和光学相机通信(OCC)作为OWC分支,是5G及未来网络最具吸引力的选项。结合物联网的海量频谱优势,VLC可开拓广泛的室内外应用场景,助力构建未来智慧环境。本文重点综述全光物联网(OIoT)中基于VLC和OCC的潜在应用及挑战,探讨其在5G标准体系中的发展前景。
关键词: 发光二极管(LED)、可见光通信(VLC)、物联网(IoT)、光无线通信(OWC)、光学相机通信(OCC)
更新于2025-09-23 15:22:29
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IEEE Access特刊社论:面向5G通信及未来的光无线技术
摘要: 宽带宽和密集的空间复用对于包括5G及未来网络在内的无线通信系统至关重要。这些特性尤其有助于未来无线网络应对高速数据通信需求的爆炸式增长。光无线通信(OWC)凭借其丰富的可复用免授权光学频谱资源,成为实现这一目标的极具前景的技术方案。从通信和光电子学双重角度来看,OWC的这一潜力已引发全球高度关注并持续升温。
关键词: 5G、波束转向、混合自由空间光通信/光纤回程、正交频分复用、多输入多输出、光无线通信、车对车通信、自由空间光学、车对基础设施通信、网络层方面、可见光通信
更新于2025-09-23 15:21:21