可見光通信與無線電通信垂直切換研究.pdf

1、可見光通信（VLC）與無線電通信組成的異構(gòu)融合通信網(wǎng)絡(luò)中，為了保證用戶獲得持續(xù)有效的通信服務(wù)，可見光通信與無線電通信垂直切換是研究重點(diǎn)。VLC采用強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(cè)，易受遮擋影響，這些特點(diǎn)使得傳統(tǒng)垂直切換方法難以有效適用于其與無線電通信垂直切換，目前，已有的VLC與無線電通信垂直切換研究主要存在以下三個(gè)方面的問題：（1）缺乏適用于VLC MIMO系統(tǒng)的有效干擾檢測(cè)方法，不同干擾情況下的切換決策并不相同，不清楚存在的干擾類型，終端無法選擇

2、合適的垂直切換算法；（2）現(xiàn)有移動(dòng)干擾情況下垂直切換算法缺少不同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的感知比較方法，無法保證用戶接入到提供最優(yōu)服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)中；（3）現(xiàn)有遮擋干擾情況下垂直切換算法的切換決策單一，缺乏自適應(yīng)性，無法保證遮擋干擾導(dǎo)致的信息傳輸延遲始終較小。針對(duì)上述問題，本文依托國(guó)家863項(xiàng)目對(duì)可見光通信與無線電通信垂直切換展開研究。
　　首先針對(duì)VLC系統(tǒng)中不同干擾類型有效檢測(cè)方法進(jìn)行研究，提出一種基于干擾檢測(cè)的垂直切換預(yù)判決方案。然后針對(duì)

3、移動(dòng)干擾和遮擋干擾情況，分別提出一種基于等效SINR的垂直切換算法和一種基于RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的垂直切換算法。本文主要研究成果如下：
　　1.提出一種基于干擾檢測(cè)的垂直切換預(yù)判決方案。首先針對(duì)不同干擾類型對(duì)VLC MIMO系統(tǒng)性能影響展開研究，根據(jù)研究結(jié)果提出適用于可見光多輸入多輸出（MIMO）通信系統(tǒng)的干擾檢測(cè)方法，進(jìn)而提出一種基于干擾檢測(cè)的垂直切換預(yù)判決方案，根據(jù)干擾檢測(cè)結(jié)果選擇合適的垂直切換算法。仿真實(shí)驗(yàn)表明，行人平均密度增

4、大到20.1[m-2]，干擾非常嚴(yán)重時(shí)，提出的干擾檢測(cè)方法無法準(zhǔn)確檢測(cè)的概率僅為4.7％。
　　2.提出一種移動(dòng)干擾情況下基于等效信干噪比（SINR）的垂直切換算法。算法首先將達(dá)到相同最大傳輸速率作為轉(zhuǎn)換條件，把可見光信號(hào)SINR轉(zhuǎn)換為等效的無線電信號(hào)SINR；然后，根據(jù)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)SINR差值與設(shè)定切換門限的對(duì)比結(jié)果進(jìn)行切換觸發(fā)；最后，為了減少乒乓切換，引入駐留定時(shí)器進(jìn)行切換判決。仿真實(shí)驗(yàn)表明，該切換算法能保證用戶接入到提

5、供最大傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)中，并且對(duì)于不同VLC網(wǎng)絡(luò)布設(shè)和環(huán)境中光噪聲強(qiáng)度變化都具有較好的適應(yīng)性。
　　3.提出一種基于徑向基函數(shù)(RBF)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的垂直切換算法。首先，對(duì)遮擋情況下的切換決策影響參數(shù)進(jìn)行研究；然后，對(duì)不同參數(shù)獲取方法進(jìn)行分析；最后，選擇最重要的三種參數(shù)輸入RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模糊推理，根據(jù)輸出的精確值進(jìn)行切換決策。仿真結(jié)果表明，算法能夠根據(jù)不同情況合理的判決立即切換或繼續(xù)等待，保證遮擋造成的信息傳輸延遲始終較小，