支持能量收集的可见光通信系统的频谱效率-照明帕累托前沿

摘要： 光学能量收集设备的持续改进推动了利用此类可用免费能源的可见光通信系统的发展。本文研究了一种室外可见光通信(VLC)系统，其中VLC基站向多个具备光能收集能力的用户发送数据。该系统采用时分多址(TDMA)技术为多个用户提供服务，并通过非均匀的时间与功率分配来实现系统通信和照明目标。在室外场景中，系统照明目标是最大化平均照度通量，而通信设计目标则是最大化频谱效率(SE)。通过建立多目标优化问题来获取SE-照明区域的帕累托前沿。为此，首先采用低复杂度算法求解边际优化问题，随后基于所提算法开发了基于Karush-Kuhn-Tucker条件的算法，以获得SE-照明权衡帕累托前沿的内界。通过不同系统参数下的多个仿真场景验证，该帕累托前沿内界与最优帕累托边界高度吻合。