基于SVM的广义空移键控可见光通信系统信号检测算法

针对室内广义空移键控(GSSK)调制的可见光通信(VLC)系统,该文提出一种基于支持向量机(SVM)的机器学习信号检测算法。在一般的VLC系统中,极大似然(ML)检测是最优检测算法,但是ML检测算法具有很高的计算复杂度。为了解决此问题,该文利用机器学习中的SVM分类思想实现对系统接收端的信号检测,以在保证信号检测正确率的情况下,降低计算复杂度,提高GSSK-VLC系统的信号检测效率。仿真结果表明,该文提出的针对室内GSSK-VLC系统的SVM信号检测算法与ML检测算法相比,在具有接近ML的误比特率(BER)性能的同时,计算复杂度明显降低,有效提升了系统的检测性能。     

基于SVM的广义空移键控可见光通信系统信号检测算法

针对室内广义空移键控(GSSK)调制的可见光通信(VLC)系统,该文提出一种基于支持向量机(SVM)的机器学习信号检测算法.在一般的VLC系统中,极大似然(ML)检测是最优检测算法,但是ML检测算法具有很高的计算复杂度.为了解决此问题,该文利用机器学习中的SVM分类思想实现对系统接收端的信号检测,以在保证信号检测正确率的情况下,降低计算复杂度,提高GSSK-VLC系统的信号检测效率.仿真结果表明,该文提出的针对室内GSSK-VLC系统的SVM信号检测算法与ML检测算法相比,在具有接近ML的误比特率(BER)性能的同时,计算复杂度明显降低,有效提升了系统的检测性能.     

离散多音调制可见光信道非线性失真及参数优化

为了改善离散多音调制(DMT)点对点可见光通 信(VLC)性能,首先给出了 DMT技术原理并建立了实验装置,进而研究了16-相位键控(16-PSK)DMT信号直 流偏压和探测器偏置电阻对VLC信道非线性失真的影响。为了使VLC信道工作于良好的线 性区,优化得到了不同通信距离下系统的最佳直流偏压和探测器偏置电阻。在VLC信道响 应存在非线性失真和调节系统参数使其工作于线性区两种情况下,在0.2Mbit/s数据传输速 率下分别开展了通信实验,并测试了系统在不同通信距离处的误码率(BER )。结果显示,BER可 由未做参数优化时的10－1量级降至10－3量级;且在20~90cm通信距离范围内 BER几乎恒 定,表明系统稳定性也得到了明显改善。本文的实验测试和分析结果为进一步优化系统参数 及改进通信性能提供了数据依据。     

离散多音调制可见光信道非线性失真及参数优化

为了改善离散多音调制(DMT)点对点可见光通信(VLC)性能,首先给出了DMT技术原理并建立了实验装置,进而研究了16-相位键控(16-PSK)DMT信号直流偏压和探测器偏置电阻对VLC信道非线性失真的影响。为了使VLC信道工作于良好的线性区,优化得到了不同通信距离下系统的最佳直流偏压和探测器偏置电阻。在VLC信道响应存在非线性失真和调节系统参数使其工作于线性区两种情况下,在0.2Mbit/s数据传输速率下分别开展了通信实验,并测试了系统在不同通信距离处的误码率(BER)。结果显示,BER可由未做参数优化时的10-1量级降至10-3量级;且在20~90cm通信距离范围内BER几乎恒定,表明系统稳定性也得到了明显改善。本文的实验测试和分析结果为进一步优化系统参数及改进通信性能提供了数据依据。     

基于白光LED的可见光通信研究进展

白光LED将成为未来主要的照明光源,这使得基于白光LED的可见光通信(VLC)在通信网络中具有一定的优势。介绍了可见光通信系统的优势及发展概况,分析了包括通信速率的提高、全双工通信的实现以及与现有通信网络互联等关键技术,综述了可见光通信技术的应用现状,并展望了可见光通信技术的应用前景。     

基于白光LED的可见光通信研究进展

白光LED将成为未来主要的照明光源, 这使得基于白光LED的可见光通信(VLC)在通信网络中具有一定的优势。介绍了可见光通信系统的优势及发展概况, 分析了包括通信速率的提高、全双工通信的实现以及与现有通信网络互联等关键技术, 综述了可见光通信技术的应用现状, 并展望了可见光通信技术的应用前景。     

基于白光LED的可见光通信系统设计

基于白光LED提出一种可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统设计方案。详细给出了该方案的系统原理与组成、可见光通信发射机设计和可见光通信接收机设计,并给出了信号光/电转换、电信号调制/解调以及最终将传输的数据信息解调还原出来的详细过程。测试结果表明,该系统实现了可见光数据传输的功能,具有通信距离远、可靠性高及体积小等优点。     

融合VOOK的混合ACO-OFDM可见光通信技术研究

调光控制可以实现发光二极管(LED)亮度的变 化,满足用户的各种照明需求。可见 光通信(VLC)是基于LED照明基础上发展而来的一种通信技术,兼备照明和通信的双重功能 ,因此,调光控制在VLC领域值得深入研究。本文提出一种全新的兼容调光控制的VLC系统, 该系统将可变单载波开关键控(VOOK)和多载波混合非对称剪裁正交频分复用(HACO-OFDM )融合传输,实现LED调光和高效数据传输的双重功能。同时,针对混合信号引入时间选择 性偏置,保证混合信号工作在LED的线性区间,消除非线性失真的影响。更为重要的,引入 的时间选择性偏置不会干扰VOOK和HACO-OFDM信号的传输,在接收端,两种信号可以独立地 完成检测,不会影响彼此的传输性能,系统误码率不会变差。并且整个系统添加的部分模块 未对系统复杂度带来较大的影响。仿真结果验证了提出方案的有效性。     

高速可见光通信技术的挑战与展望

目前,高速可见光通信(VLC)系统在器件、算法、组网等方面均存在着一定的技术瓶颈,需要有针对性地突破这些瓶颈,进一步提升其系统速率,使之在未来B5G/6G架构中发挥重要作用。阐述了现阶段高速可见光通信面临的若干挑战,并对其未来前景提出了展望。     

基于非正交多址接入的星间可见光通信最优功率分配研究

星间可见光通信(VLC)凭借其优势逐渐成为小卫星领域的研究热点。通过功率复用,非正交多址接入(NOMA)技术可有效解决因LED调制带宽较窄而导致的VLC系统容量和通信速率受限的问题。结合星间VLC和NOMA技术,构建了星间NOMA-VLC系统,并对信道模型和噪声模型进行了分析。针对系统通信速率优化问题,建立了基于和速率(Sum-Rate)最大化的优化模型,在将非凸的目标函数转换成凸函数的基础上,通过凸分析给出了目标问题的显式最优解。仿真结果表明,和已有功率分配算法相比,所提功率分配策略在保证最低数据速率的约束下,可显著提升系统的和速率。     

基于稀疏贝叶斯学习的可见光通信系统中LED非线性补偿技术

针对可见光通信(visible light communication,VLC)系统中LED非线性引起信号失真的问题,提出一种基于稀疏贝叶斯学习的接收端LED非线性补偿技术.该技术利用稀疏贝叶斯框架下的相关向量机(relevance vector machine,RVM)回归模型对LED的非线性传输特性进行估计,从而在接收端对LED非线性引起的信号失真进行时域补偿.仿真实验表明,与常用的沃尔泰拉(Volterra)非线性补偿技术相比,该技术能够更加有效地抑制LED非线性引起的信号失真,从而可以更加充分利用LED的动态范围来增大系统容量.     

色/频/空三维资源复用的室内可见光非直流偏置OFDM系统性能研究

提出一种新的室内可见光非直流偏置正交频分（Non-DC-Biased Orthogonal Frequency Division Multiplexing, NDC-OFDM）复用系统,该系统采用多个颜色LEDs作为光源,在保证高传输可靠性的同时可以维持环境光的稳定。将空间调制和同色异谱调制结合并应用到室内可见光OFDM通信系统中得到一种新的适用于室内可见光通信系统的NDC-OFDM传输方案,该方案具有OFDM、空间调制和同色异谱调制的优势,适用于高速室内白光通信系统。仿真结果表明所提出的NDC-OFDM室内可见光传输系统与传统的直流偏置光OFDM （DC-biased Optical OFDM）和非对称限幅光OFDM （Asymmetrically Clipped Optical OFDM）相比具有更好的优势,并且与其它NDC-OFDM室内可见光传输方案相比,对于OFDM信号高峰均功率比引起的光信号非线性畸变问题,本文提出的多色LEDs NDC-OFDM室内可见光传输方案除了具有更好的鲁棒性外,还不会产生光强度波动。     

Advances and prospects in visible light communications

Visible light communication (VLC) is an emerging technology in optical wireless communication (OWC) that has attracted worldwide research in recent years. VLC can combine communication and illumination together, which could be applied in many application scenarios such as visible light communication local area networks (VLANs), indoor localization, and intelligent lighting. In recent years, pioneering and significant work have been made in the field of VLC. In this paper, an overview of the recent progress in VLC is presented. We also demonstrate our recent experiment results including bidirectional 100 Mbit/s VLAN or Li-Fi system based on OOK modulation without blue filter. The VLC systems that we proposed are good solutions for high-speed VLC application systems with low-cost and low-complexity. VLC technology shows a bright future due to its inherent advantages, shortage of RF spectra and ever increasing popularity of white LEDs.     

多用户MIMO系统下行传输技术研究

对下一代无线通信系统的热点研究问题即多用户多输入多输出(MIMO)系统的各种下行传输技术进行了归纳和总结。从发射和接收信号线性预处理和非线性处理的角度,深入分析了多用户MIMO系统下行传输技术中各种信号处理算法的优点和局限性,并进一步给出了未来极具潜力的研究方向,为选择合适的多用户MIMO系统下行传输技术提供了很好的参考和借鉴。     

基于生成对抗网络的舰船辐射噪声分类方法研究

基于机器学习的舰船目标识别近年来已成为水声信号处理领域的一个重要研究方向,但水声目标信号的获取困难,样本量不足和不均衡的问题很容易导致目标分类模型的识别效果不佳。该文提出一种基于条件卷积生成对抗网络的船舶噪声数据分类方法,该方法利用生成对抗学习理论,生成相比于传统数据增强算法非线性特征更强,特征差异更丰富的伪DEMON调制谱数据来缓解训练样本量不足的问题。之后将传统生成对抗网络中的全连层输出替换成更善于解决小样本问题集成分类器,从而降低分类器对于数据量的依赖程度,进一步提高分类模型性能。最终由基于真实样本的实验结果表明,相比于传统数据增强算法和卷积生成对抗网络,该文方法能够更有效提高在样本不足条件下的模型的分类性能。     

分层异构信号处理平台调度方法研究

异构多处理器的高效性和可靠性能够满足日趋复杂的信号处理任务需求,因此分层异构系统已成为信号处理平台的发展趋势.为提高平台强实时性并解决高吞吐量的问题,文中对分层异构信号处理平台的软硬件模块及架构进行了研究,并采用有向无环图对组件任务及硬件资源进行建模.将已提出的调度算法按照任务类型、调度目标、调度过程和研究方法进行分类...     

基于深度学习的信道估计技术研究进展

信道估计是接收机基带信号处理的关键,直接决定了无线通信系统的通信服务质量。传统的信道估计方法已经不能满足日益复杂和个性化的现代通信需求,同时人工智能技术特别是深度学习已被应用于无线通信物理层并带来了良好的通信性能增益。为系统地总结上述研究成果,并探讨未来的技术发展趋势,从数据驱动和模型驱动两方面分别对基于深度学习的信道估计方法进行了分析和归纳,并且描述了其中代表性算法,最后探讨了基于深度学习的信道估计的研究挑战与趋势。     

Kernel methods and their potential use in signal processing

The notion of kernels, recently introduced, has drawn much interest as it allows one to obtain nonlinear algorithms from linear ones in a simple and elegant manner. This, in conjunction with the introduction of new linear classification methods such as the support vector machines (SVMs), has produced significant progress in machine learning and related research topics. The success of such algorithms is now spreading as they are applied to more and more domains. Signal processing procedures can benefit from a kernel perspective, making them more powerful and applicable to nonlinear processing in a simpler and nicer way. We present an overview of kernel methods and provide some guidelines for future development in kernel methods, as well as, some perspectives to the actual signal processing problems in which kernel methods are being applied.     

基于非正交多址的室内可见光通信系统性能优化方法

室内可见光通信(Visible Light Communication, VLC)系统常用的非对称限幅光OFDM(Asymmetrically Clipped Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing, ACO-OFDM)与直流偏置光OFDM(DC-biased Optical OFDM, DCO-OFDM)采用加循环前缀、信道均衡和载波复用等方法解决信道干扰及多用户复用问题,但均以牺牲有效性为代价。非正交多址(Non-orthogonal Multiple Access, NOMA)通过功率域复用提高频谱利用率,利用串行干扰消除(Successive Interference Cancelling, SIC)进行多用户信号处理,有效兼顾可靠性与有效性。将NOMA应用于室内可见光系统,建立基于NOMA-DCO-OFDM的可见光信号传输及信道增益模型。通过功率域多用户信道差异计算信道增益,进行功率分配实现功率域复用,提高系统容量和通信速率;利用SIC按功率分配算法对用户逐一解调,减弱信道干扰,提高可靠性。通过理论分析和仿真实验验证表明:该系统的通信速率达到6.8×107 bit·s?1,且合速率受用户数量的影响不显著。2用户下,误码率(Bit Error Rate, BER)为10?4时用户1有5.2 dB左右的性能提升,用户2有2.3 dB左右的性能提升,通信可靠性也明显提高。