[00105643]宽光谱通信多维资源联合优化研究

　　该课题为国家重点基础研究发展计划（973 计划）"宽光谱信号无线传输理论与方法研究"项目中的课题（课题编号：2013CB329204）。

　　宽光谱通信是当前光与无线融合通信领域的研究热点。该课题研究目标是针对宽光谱多维资源分配理论和技术展开研究，建立从红外到紫外波段宽带频谱、具备多维空间协作、适应多场景多应用需求的宽光谱多维自由度分析理论和资源协同优化平台，为从根本上解决频谱危机提供可靠的理论基础和技术创新源泉。北邮课题组在该课题中主要负责宽光谱无线通信空间维度资源应用与优化机制的研究。主要研究成果如下：

　　1. 提出了基于室分复用的室内多房间可见光通信组网模型，根据用户位置，信息被分为不同组。某个房间中的 LED 阵列以 TDM 形式，只广播相应用户的信息组。这样每个房间中的光信号仍均匀分布，但是相邻房间的信号自然被墙壁和门分开，无任何干扰，同时大大提高网络的吞吐量，课题组提出了适用于上述组网模型中的定位和切换机制及其实现协议。

　　2. 提出了适用于空分复用可见光通信系统的空间调制方式 SPAM，将基于空间键移调制（SSK）和传统幅度调制技术结合，每一路由幅值为 V， V/2， V/4， … ， V/2N-1，非归零码开关（NRZ-OOK）信号驱动，当 N 路信号同时发送时，信号将在自由空间叠加形成高阶的调制 2N-SPAM。相对 OOK 来说传输速率提高了 N 倍。

　　3. 研究了 LED 非线性效应对 OFDM 调制的影响和解决方法，在可见光通信（VLC）系统中， LED 灯的带宽一般是几兆到几十兆赫兹。为了改善传输速率，常用办法是利用高阶的正交频分复用（OFDM）技术。这种调制技术可以提高传输速率，但是有本身局限性。OFDM 需要复杂的数字信号处理，比如快速傅里叶变换（FFT）和快速反傅里叶变换（IFFT）；同时 OFDM对 LED 的非线性效应敏感，北邮课题组提出可以利用频域预均衡的方法，使得 OFDM 功率谱的达到平坦的效果，因此非线性效应就被所有子载波所分担，在一定程度上缓解了非线性的作用。