[发明专利]一种基于无线能量收割与非正交多址的可见光/射频混合协作通信方法

说明书

本发明涉及一种基于无线能量收割与非正交多址的可见光/射频混合协作通信方法，应用于可见光/射频通信的用户协作传输系统，该系统包括LED光源及用户群，离所述LED光源较近的区域所在的用户为近用户；用户群中其它用户为远用户；包括：(1)第一阶段T时间内，近用户将接收到的LED光源发出的光信号转化为电能，进行存储；第二阶段1‑T时间内，近用户接收LED光源发出的光信号，并解调LED光源发出的光信号，解调出近用户的信息和远用户的信息；(2)近用户通过存储的电能，将解调出的远用户的信息通过射频信号发送给远用户。本发明提出的通信方法同时考虑了用户设备的能量消耗问题，增加了能量收割模块，绿色环保又兼顾公平。

技术领域

本发明涉及一种基于无线能量收割与非正交多址的可见光/射频混合协作通信方法，属于通信系统技术领域。

背景技术

可见光通信(VLC)由于具有频谱资源丰富、能量损耗低、信息容量大、安全性高等优势，近年来越来越受到学术界和工业界的广泛关注。无处不在的发光二极管(LED)照明设备和其与生俱来的可见光频谱资源，让系统成为短距离高速数据传输的极具吸引力和竞争力的解决方案。但另一方面，VLC也有其自身的局限性，LED光源只能局限在一小片区域，且易受障碍物阻隔。而射频(RF)信号能提供稳健的无处不在的传输，因此VLC和RF的结合能形成良好的优势互补。

在移动通信系统中，多址接入技术是满足多个用户同时进行通信的必要手段。非正交多址技术(NOMA)作为一种多址接入技术，从多用户信息论的角度来看，不仅能进一步增强频谱效率，也是逼近多用户信道容量界的有效手段。NOMA的基本思想是在发送端采用分配用户发射功率的非正交发送，主动引入干扰信息，在接收端通过串行干扰消除(SIC)接收机消除干扰，实现正确解调。

现今有一些关于可见光通信与正交多址或者非正交多址相结合的研究，但是皆未考虑可见光容易受阻隔的局限性。另外也有少数考虑射频通信和可见光通信相结合的研究，但未考虑多用户协作通信的情况，更未考虑到网络通信中许多设备能量受限的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于无线能量收割与非正交多址的可见光/射频混合协作通信方法；同时加入了无线能量收割技术来解决用户设备能量受限的问题。

本发明定义距LED光源较近的用户为近用户，距LED光源较远不能与LED进行通信的用户为远用户，近用户和远用户采用非正交多址接入方式。LED光源与近用户之间采用可见光通信，近用户充当解调/转发中继，解调信息后通过射频信号将信息转发给远用户。近用户转发信息需要消耗一部分能量，为解决近用户能量受限问题，在近用户端同时采用了信息和能量同时传输技术(SWIPT)。

术语解释：

1、信干噪比，是指信号的能量与干扰能量和加性噪声能量的和的比值；

本发明的技术方案为：

一种基于无线能量收割与非正交多址的可见光/射频混合协作通信方法，应用于可见光/射频通信的用户协作传输系统，该系统包括LED光源及用户群，将该用户群的用户分为近用户、远用户两类，离所述LED光源较近的区域所在的用户为近用户；用户群中其它用户为远用户；离所述LED光源较近的区域是指：以LED光源垂直射在用户群所在的平面的点为圆点，以a为半径所在的区域，a的取值范围为0～6m；每个所述近用户设有近用户信号接收机，用于接收信号，所述近用户信号接收机包括光学检测器；包括：

(1)所述近用户通过可见光通信方式接收LED光源发出的混合信息，所述混合信息为近用户和远用户的混合信息，并对混合信息进行解调，近用户和远用户的混合信息即近用户的调制信号和远用户的调制信号的线性叠加信号，包括：