一种提高系统信道利用率的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种提高DCO‑OFDM系统信道利用率的方法，涉及室内可见光通信动态资源分配技术领域，包括以下步骤：S1：预先定义信号功率，信道矩阵，系统的子信道数和系统的可用子信道数；S2：更新当前终端的位置，按照各终端所处位置的光照度，按同等比例分配相应数量的子信道；S3：按照能者多劳的原则，对处于LEDs阵列通信范围中心区域的终端进行子信道分配；S4：根据估算得到的各子信道信噪比，为每个信道自适应选择最合适的QAM调制阶数。本发明专利技术应用于室内可见光通信的DCO‑OFDM系统，包含多个通信接入点APs，移动终端MSs，通过高效的自适应资源分配算法，以实现系统资源的合理分配，进而提高该系统的信道利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高系统信道利用率的方法
本专利技术涉及室内可见光通信动态资源分配
，具体来说，涉及一种提高DCO-OFDM系统信道利用率的方法。
技术介绍
无线通信系统的重要目标之一是保障一定服务质量下的高性能传输，如信道利用率等。在很多情况里，用户终端可能分配获得了状况较好的子信道，但选择了不合适的、不能充分利用信道的调制方式，导致系统的信道利用率较低；用户终端也可能分配获得了状况较差的子信道，但却选择了超出信道能力范围的调制方式，导致系统误码率的提高。在无线通信业务量急剧增加和信道条件逐渐恶化的背景下，用户终端很可能因不合适的资源分配而导致服务质量和系统性能的下降。室内可见光通信DCO-OFDM系统同样也面临这样的资源分配问题，如何合理地分配资源将显得十分必要。对于室内可见光通信的DCO-OFDM系统而言，该系统将信道划分为多个窄带子信道，可以根据每个子信道的状态动态分配资源以获得系统的高信道利用率。同时，LEDs阵列需要在通信过程中保证日常照明的需求，即发光功率保持稳定，因此研究DCO-OFDM系统的子信道分配算法和调制方法选择算法将更具有实际意义。
技术实现思路
针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种能自适应动态分配子信道和选择信道调制方式以提高系统信道利用率的实现方法，应用于室内可见光通信DCO-OFDM系统，通过高效的自适应资源分配算法，以实现资源的合理分配，提高该系统的信道利用率，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种提高DCO-OFDM系统信道利用率的方法，包括以下步骤：S1：预先定义为信号功率，H为信道矩阵，N为系统的子信道数，N0为系统的可用子信道数；S2：更新当前LEDs阵列下所有终端(假定为3个终端)的位置，按照各终端所处位置的光照度，按同等比例分配相应数量的子信道。具体而言，各终端当前位置的光照度分布(lx1＞lx2＞lx3)，则三个终端分别获得的子信道数分别为：N3＝N0-N1-N2；S3：按照能者多劳的原则，对处于LEDs阵列通信范围中心区域的终端，考虑该终端短时间内不发生切换，因此将|H(i)|较高的子信道分配给这些终端，以使得这些终端可以保持高速率的数据传输；对处于LEDs阵列通信范围边缘区域的终端，考虑到终端可能在短时间内发生切换，因此将|H(i)|较低的子信道给这些终端，进而完成子信道的动态分配；S4：根据估算系统的背景噪声，进而估计系统接收端各子信道的信噪比根据估算得到的各子信道信噪比，为每个信道自适应选择最合适的QAM调制阶数。进一步的，还包括以下步骤：在步骤S3中，先根据当前的信道矩阵H，将每个信道对应的频率幅度响应|H(i)|按降序进行排列得到信道排列矩阵H_down；然后按照光照度从强到弱的顺序和排列矩阵H_down对终端进行信道分配；其中因终端1所处位置光照度最大，即相对其他两个终端而言，处于更靠近通信中心的位置，因此将优先获得|H(i)|最优的N1个子信道，即排列矩阵H_down前N1个信道；终端2将获得次优的N2个子信道，即排序矩阵H_down第N1+1至N1+N2个信道；终端3将获得剩下N0个子信道，进而完成了子信道的自适应动态分配；在步骤S4中，根据估算系统的背景噪声，进而估计系统接收端各子信道的信噪比其中DCO-OFDM系统的第i个子信道采用Mi阶QAM调制且信噪比为SNRi，则误比特率可以近似为：式中：M＝22i,i∈N*指方形QAM调制；M＝22i-1,i∈N*指矩形QAM调制；其中设误比特率的目标值为BER0＝1×10-4,则根据以上公式可以计算出第i个子信道使用Mi阶QAM调制所需的最低信噪比门限值：最后根据估算的SNRi和已知的信噪比门限值SNR0，为每个子信道选择满足SNRi＜SNR0下的最大QAM调制阶数Mi。进一步的，所述系统至少包含一个LEDs阵列和多个移动终端MSs。本专利技术的有益效果：本专利技术应用于室内可见光通信的DCO-OFDM系统，包含多个通信接入点APs，移动终端MSs，通过高效的自适应资源分配算法，以实现系统资源的合理分配，进而提高该系统的信道利用率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的室内可见光通信DCO-OFDM系统的发射端示意图；图2是根据本专利技术实施例的一种能自适应动态分配子信道和选择调制方式以提高系统信道利用率的实施流程示意图。图3是根据本专利技术实施例的一种能自适应动态分配子信道和选择调制方式以提高系统信道利用率的实现方法的室内空间光照度分布仿真图。图4是根据本专利技术实施例的一种能自适应动态分配子信道和选择调制方式以提高系统信道利用率的实现方法的室内终端无规律运动的仿真图。图5是根据本专利技术实施例的一种能自适应动态分配子信道和选择调制方式以提高系统信道利用率的实现方法的动态信道分配的仿真图。图6是根据本专利技术实施例的一种能自适应动态分配子信道和选择调制方式以提高系统信道利用率的实现方法的某一帧时刻的信道QAM调制分布仿真图。图7是根据本专利技术实施例的一种能自适应动态分配子信道和选择调制方式以提高系统信道利用率的实现方法的不同算法信道利用率的仿真图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的实施例，提供了一种能自适应动态分配子信道和选择调制方式以提高系统信道利用率的实现方法。如图2所示，根据本专利技术实施例的自适应动态分配子信道和选择调制方式来提高系统信道利用率的实现方法，包括以下步骤：步骤S1，预先定义为信号功率，H为信道矩阵，N为系统的子信道数，N0为系统的可用子信道数。步骤S2，更新当前LEDs阵列下所有终端(假定为3个终端)的位置，按照各终端所处位置的光照度，按同等比例分配相应数量的子信道。具体而言，各终端当前位置的光照度分布(lx1＞lx2＞lx3)，则三个终端分别获得的子信道数分别为：N3＝N0-N1-N2。步骤S3，按照能者多劳的原则，对处于LEDs阵列通信范围中心区域的终端，考虑该终端短时间内不发生切换，因此将|H(i)|较高的子信道分配给这些终端，以使得这些终端可以保持高速率的数据传输；对处于LEDs阵列通信范围边缘区域的终端，考虑到终端可能在短时间内发生切换，因此将|H(i)|较低的子信道给这些终端，进而完成子信道的动态分配。进一步的，还包括以下步骤：步骤S301，根据当前的信道矩阵H，将每个信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高DCO-OFDM系统信道利用率的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：预先定义

【技术特征摘要】
1.一种提高DCO-OFDM系统信道利用率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：预先定义为信号功率，H为信道矩阵，N为系统的子信道数，N0为系统的可用子信道数；
S2：更新当前LEDs阵列下所有终端(假定为3个终端)的位置，按照各终端所处位置的光照度，按同等比例分配相应数量的子信道，具体而言，各终端当前位置的光照度分布(lx1＞lx2＞lx3)，则三个终端分别获得的子信道数分别为：N3＝N0-N1-N2；
S3：按照能者多劳的原则，对处于LEDs阵列通信范围中心区域的终端，考虑该终端短时间内不发生切换，因此将|H(i)|较高的子信道分配给这些终端，以使得这些终端可以保持高速率的数据传输；对处于LEDs阵列通信范围边缘区域的终端，考虑到终端可能在短时间内发生切换，因此将|H(i)|较低的子信道给这些终端，进而完成子信道的动态分配；
S4：根据估算系统的背景噪声，进而估计系统接收端各子信道的信噪比根据估算得到的各子信道信噪比，为每个信道自适应选择最合适的QAM调制阶数。


2.根据权利要求1所述的一种提高DCO-OFDM系统信道利用率的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在步骤S3中，先根据当前的信道矩阵H，将每个信道对应的频率幅度响应|H...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天屿，洪文昕，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32