[00105643]寬光譜通信多維資源聯合優化研究

　　該課題為國家重點基礎研究發展計劃（973 計劃）"寬光譜信號無線傳輸理論與方法研究"項目中的課題（課題編號：2013CB329204）。

　　寬光譜通信是當前光與無線融合通信領域的研究熱點。該課題研究目標是針對寬光譜多維資源分配理論和技術展開研究，建立從紅外到紫外波段寬帶頻譜、具備多維空間協作、適應多場景多應用需求的寬光譜多維自由度分析理論和資源協同優化平臺，為從根本上解決頻譜危機提供可靠的理論基礎和技術創新源泉。北郵課題組在該課題中主要負責寬光譜無線通信空間維度資源應用與優化機制的研究。主要研究成果如下：

　　1. 提出了基于室分復用的室內多房間可見光通信組網模型，根據用戶位置，信息被分為不同組。某個房間中的 LED 陣列以 TDM 形式，只廣播相應用戶的信息組。這樣每個房間中的光信號仍均勻分布，但是相鄰房間的信號自然被墻壁和門分開，無任何干擾，同時大大提高網絡的吞吐量，課題組提出了適用于上述組網模型中的定位和切換機制及其實現協議。

　　2. 提出了適用于空分復用可見光通信系統的空間調制方式 SPAM，將基于空間鍵移調制（SSK）和傳統幅度調制技術結合，每一路由幅值為 V， V/2， V/4， … ， V/2N-1，非歸零碼開關（NRZ-OOK）信號驅動，當 N 路信號同時發送時，信號將在自由空間疊加形成高階的調制 2N-SPAM。相對 OOK 來說傳輸速率提高了 N 倍。

　　3. 研究了 LED 非線性效應對 OFDM 調制的影響和解決方法，在可見光通信（VLC）系統中， LED 燈的帶寬一般是幾兆到幾十兆赫茲。為了改善傳輸速率，常用辦法是利用高階的正交頻分復用（OFDM）技術。這種調制技術可以提高傳輸速率，但是有本身局限性。OFDM 需要復雜的數字信號處理，比如快速傅里葉變換（FFT）和快速反傅里葉變換（IFFT）；同時 OFDM對 LED 的非線性效應敏感，北郵課題組提出可以利用頻域預均衡的方法，使得 OFDM 功率譜的達到平坦的效果，因此非線性效應就被所有子載波所分擔，在一定程度上緩解了非線性的作用。