[发明专利]LiFi-WiFi聚合系统的下行链路传输优化方法

说明书

本发明提供了LiFi‑WiFi聚合系统的下行链路传输优化方法，包括：步骤1，对LiFi‑WiFi聚合系统进行设定；步骤2，求解聚合LiFi‑WiFi系统可达速率；步骤3，求解LiFi‑WiFi聚合系统的最优离散星座输入；步骤4，求解基于下界和上界的最优离散星座输入分布。采用本发明方法优化的星座分布和功率可显著提高可达速率。

技术领域

本发明属于可见光通信领域，尤其涉及一种LiFi-WiFi聚合系统的下行链路传输优化方法。

背景技术

物联网设备的数量不断增加，不断给无线网络带来巨大的带宽负担。考虑到在室内环境中产生的无线数据80％以上，可见光通信(VLC)或光保真度(LiFi)在400-790T Hz中具有巨大的免许可证带宽，支持高速数据传输和室内照明同时进行。LiFi利用现成的发光二极管(LED)和光电二极管(PD)作为收发器，可以集成到物联网设备中。虽然LiFi是下一代无线解决方案的竞争对手，但易受阻塞和小信号覆盖仍然给各种室内应用带来许多挑战。

发明内容

发明目的：为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出LiFi-WiFi聚合系统的下行链路传输优化方法，包括如下步骤：

步骤1，对LiFi-WiFi聚合系统进行设定；

步骤2，求解聚合LiFi-WiFi系统可达速率；

步骤3，求解LiFi-WiFi聚合系统的最优离散星座输入；

步骤4，求解基于下界和上界的最优离散星座输入分布。

步骤1包括：考虑一个LiFi-WiFi聚合系统的下行链路传输，其中发射机配备了一个发光二极管LED和一个WiFi天线，接收机配备一个单光子探测器PD和一个射频天线，发射机同时通过LiFi链路和WiFi链路传输信息，其中LiFi链路和WiFi链路的带宽分别为B₁和B₂；

设表示发送的信号向量，其中x₁∈R和x₂∈C分别表示LiFi链路的发送信号和WiFi链路的发送信号，R为实数集合，C为复数集合。

步骤1还包括：在LiFi-WiFi聚合系统中，传输的信号分布在离散星座上，设定LiFi链路信号通过M脉冲幅度调制发送，WiFi链路信号通过N-正交幅度调制发送，信号x₁取自具有基数M的非负实离散星座集Ω₁，表示为：

其中Pr(·)表示求概率；x_1,k表示星座点，取值为非负实数；k表示星座点的序号，p_1,k表示x₁＝x_1,k的概率；参数A，P_e,1分别表示x₁的峰值光功率、平均光功率和电功率门限；

WiFi信号x₂取自一个具有基数N的复数离散星座集Ω₂，表示为：

其中x_2,l表示星座点，取值为复数，l表示星座点的序号，p_2,l表示选择x_2,l的概率，P_e,2表示x₂的电功率门限。

步骤1还包括：设q₁∈R和q₂∈C分别表示x₁的功率放大因子和x₂的功率放大因子，q₁和q₂需满足平均功率约束，即：