可见光通信中光信道遮挡障碍预测系统的设计与实现

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物联网时代移动通信设备的爆炸式增长,带来了Wi-Fi频谱资源紧缺的问题。近年来可见光通信技术的兴起,为缓解频谱紧缺问题开辟了一条新的道路。可见光通信技术具有众多优点,如高的发射功率、不占用无线电频谱、无电磁干扰和电磁辐射、安全、高带宽等,自问世以来受到了广大研究者的追捧。但VLC(Visible Light Communication)极其依赖LED光传播的直射路径,且该路径容易被移动的物体遮挡,导致传输链路被阻隔,数据包丢失。因此,光信道的遮挡检测对VLC系统的稳定性至关重要。目前,研究者发现VLC和Wi-Fi的互补性强,并致力于研究此二者技术的融合,但在VLC传输依赖的直射链路的阻隔方面的研究甚少,且至今还没有提出一个完善的解决方案。鉴于此,本课题设计了一个VLC直射链路遮挡的预测系统,通过对物理层传输数据的分析来研究VLC系统中的遮挡检测。本文的预测系统提出了一种在线检测的方法,以k-means算法为基础改进了预测算法,并与压缩感知方法相结合,从而实现了Online系统的实时检测,VLC系统可根据接收端的通道情况来调整发送端数据包的调度。与此同时,还实现了通信阻塞数据的快速压缩存储功能,为数据流量分析及未来故障原因的跟踪提供了基础。在实际VLC系统中的实现和仿真表明,本文的方法可以有效地实现在线的遮挡检测。
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