[發(fā)明專利]IQ域聯(lián)合NOMA調(diào)制解調(diào)方法、調(diào)制解調(diào)終端及VLC系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116318422A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳晨;唐鈺茹;劉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: H04B10/524
• 分類號: H04B10/524;H04B10/54;H04B10/564;H04B10/516;H04B10/61;H04B10/116
• 代理公司: 重慶敏創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50253
• 代理人: 黃梅

本發(fā)明涉及可見光通信(VLC)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種IQ域聯(lián)合NOMA調(diào)制解調(diào)方法、調(diào)制解調(diào)終端及VLC系統(tǒng)，包括：根據(jù)組內(nèi)兩個用戶的功率差別對I組PAM信號進(jìn)行同相功率分配；根據(jù)組內(nèi)兩個用戶的功率差別對Q組PAM信號進(jìn)行正交功率分配；將I組信號和Q組信號聯(lián)合進(jìn)行I/Q域功率分配。本發(fā)明利用不同用戶在I域或Q域采用PAM星座來傳播不同的信息，其中I組中兩用戶可組合成新的I域PAM星座，Q組亦然。I域和Q域的一維PAM星座可再次組合成二維QAM星座，從而提供新的維度(星座域)來容納更多的用戶。其中，I/Q域功率分配技術(shù)極大地降低了路徑差對用戶組間公平性的影響，且通過設(shè)置最優(yōu)組分配系數(shù)使系統(tǒng)通信的誤碼率降到最低，極大改善了系統(tǒng)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可見光通信(VLC)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種IQ域聯(lián)合NOMA調(diào)制方法、IQ域聯(lián)合NOMA調(diào)制終端、IQ域聯(lián)合NOMA解調(diào)方法、IQ域聯(lián)合NOMA解調(diào)終端及VLC系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，可見光通信(VLC)作為克服擁擠無線通信頻譜的解決方案而受到廣泛關(guān)注。但在基于LED的可見光通信中，由于LED自身較窄的調(diào)制帶寬，VLC系統(tǒng)容量的發(fā)展受到了極大的限制。目前為止，許多技術(shù)為克服這一硬件缺陷而被廣泛提出并得到了應(yīng)用，例如預(yù)均衡、使用高階正交振幅調(diào)制(QAM)星座的正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制、多輸入多輸出(MIMO)傳輸、非正交多址接入(NOMA)等。其中，NOMA作為新型的多址接入技術(shù)，允許在同一時域和頻域資源單元上同時支持多個用戶，為無線通信系統(tǒng)的性能提供了新的增長空間。

在發(fā)射端采用功率疊加編碼(SPC)和在接收端采用串行干擾消除(SIC)是NOMA的核心理念。然而當(dāng)多用戶同時通過NOMA接入時，無論是發(fā)射端的功率分配還是接收端的SIC解調(diào)都會變得非常復(fù)雜，且用戶個數(shù)越多，SIC對于用戶解調(diào)的干擾消除越困難。故一般情況下，只有兩個用戶共同采用NOMA。此外，在實際信號傳輸過程中，不同用戶位置產(chǎn)生的路徑差將導(dǎo)致用戶組間的誤碼性能不平衡，從而使得用戶組內(nèi)和組間的通信公平性降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種IQ域聯(lián)合NOMA調(diào)制解調(diào)方法、調(diào)制解調(diào)終端及VLC系統(tǒng)，解決的技術(shù)問題在于：傳統(tǒng)NOMA容納用戶個數(shù)少，不同用戶位置產(chǎn)生的路徑差將導(dǎo)致用戶組間的誤碼性能不平衡，從而使得用戶組內(nèi)和組間的通信公平性降低。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種IQ域聯(lián)合NOMA調(diào)制方法，包括步驟：

A1、將VLC環(huán)境中每4個用戶劃分為一組，且按信道增益大小將其中兩個用戶作為I組，另兩個用戶作為Q組；

A2、對于I組，直接對其中每個用戶的基礎(chǔ)信號進(jìn)行一維脈沖幅度調(diào)制映射，得到I組PAM信號；對于Q組，對其中每個用戶的基礎(chǔ)信號進(jìn)行一維脈沖幅度調(diào)制映射后將其星座旋轉(zhuǎn)90°，得到Q組PAM信號；

A3、根據(jù)組內(nèi)兩個用戶的功率差別對I組PAM信號進(jìn)行同相功率分配并疊加編碼；根據(jù)組內(nèi)兩個用戶的功率差別對Q組PAM信號進(jìn)行正交功率分配并疊加編碼；

A4、將步驟A3得到的I組信號和Q組信號聯(lián)合進(jìn)行I/Q域功率分配；

A5、將步驟A4得到的聯(lián)合信號進(jìn)行厄米對稱約束、快速傅里葉逆變換及并串變換后輸出I/Q域聯(lián)合NOMA信號。

進(jìn)一步地，在步驟A3中，根據(jù)組內(nèi)兩個用戶的功率差別對I組PAM信號進(jìn)行同相功率分配，具體為：為I組PAM信號中信道增益大的用戶分配功率信道增益小的用戶分配功率α_I表示I域功率分配系數(shù)，P_I表示I域總功率；

在步驟A3中，根據(jù)組內(nèi)兩個用戶的功率差別對Q組PAM信號進(jìn)行正交功率分配，具體為：為Q組PAM信號中信道增益大的用戶分配功率信道增益小的用戶分配功率α_Q表示Q域功率分配系數(shù)，P_Q表示Q域總功率。

進(jìn)一步地，步驟A4具體為：