FSK-based Simultaneous Wireless Information and Power Transfer in Inductively Coupled Resonant Circuits Exploiting Frequency Splitting
电感耦合谐振电路在短距离处受到所谓的频率分裂现象的影响。在电力电子领域，跟踪峰值频率之一是最先进的。然而，在数据传输社区，频率分裂效应往往被忽略。特别地，调制方案尚未适应分叉现象。我们认为，二进制频移键控（2-ary FSK）是一种低成本的调制方案，以及匹配的双峰电压传递函数$H(s)$，特别是当品质因数$Q$是大的，而大多数其他调制方案遭受的峰值的小带宽。此外，我们表明，整流版本的2进制FSK，创造整流FSK（RFSK），从输出功率和实施的角度来看，更有吸引力。分析和数值的贡献包括效率因子，脉冲响应，和误码性能。提出了一种低成本的非相干接收机。理论研究得到了实验原型的支持。
2020-04-10 eess.SP
Multi-User Rate Splitting in Optical Wireless Networks
光无线通信（OWC）作为一种能够支持日益增长的巨大数据流量的新技术，近年来受到了广泛的关注。基于激光的OWC网络可以提供每秒太比特（Tbps）的聚合数据速率。然而，新兴的OWC网络需要光发射机集群来为多个用户提供统一的覆盖。在这种情况下，多用户干扰（MUI）是一个至关重要的问题，必须有效地管理，以提供高频谱效率。速率分割（RS）是一种同时为多个用户提供服务的传输方案，它将一个用户的消息分成公共消息和私有消息，然后每个用户按照一定的过程解码所需的消息。在射频（RF）网络中，与正交和非正交传输方案相比，RS提供更高的频谱效率。考虑到OWC网络的高密度，RS的性能受到在发射机处提供信道状态信息（CSI）的成本以及由干扰消除导致的噪声的限制。在这项工作中，用户分组算法提出并用于形成多个组，每个组包含用户空间聚类。然后，外部预编码器被设计为遵循盲干扰对准（BIA）的方法来管理组间干扰，这降低了在RF或光发射机处的CSI的要求。对于组内干扰，在每个组内应用RS，其中属于给定组的用户接收唯一的公共消息，在该公共消息上叠加了他们的私有消息。此外，制定了一个优化问题，以分配功率之间的私人消息打算给所有用户，使网络的总速率最大化。
2022-07-23 eess.SP
On Optimizing Rate Splitting in Laser-based Optical Wireless Networks
光无线通信（OWC）是一种有前途的技术，有可能提供Tb/s的聚合速率。本文研究了垂直腔面发射激光器（VCSEL）用于数据传输的激光无线光网络中的干扰管理问题。特别地，提出了速率分裂（RS）和分层速率分裂（HRS）来对齐多用户干扰，同时最大化网络的复用增益。基本上，RS通过将用户的消息分成公共和私有消息来同时服务于多个用户，每个消息具有一定的功率水平，而另一方面，用户按照特定的方法解码他们的消息。传统RS方案的性能在高密度无线网络中受到限制。因此，HRS方案被开发为旨在实现高速率，其中用户被分成多个组，并且被称为外部公共消息的新消息被用于管理组间干扰。我们制定了一个优化问题，解决HRS方案的消息之间的功率分配，以进一步提高网络的性能。结果表明，该方法提供了高的可实现的速率相比，传统的RS和HRS计划在不同的情况下。
2021-11-14 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Efficient Semantic Communication over Wireless Networks with Rate Splitting
本文研究了基于速率分割的无线网络中能量有效语义通信的无线资源分配和语义信息抽取问题。在该模型中，基站（BS）首先从大规模数据中提取语义信息，然后将小规模的语义信息发送给每个用户，用户根据本地的公共知识恢复原始数据。在BS侧，概率图用于提取多层次语义信息。在下行传输中，采用速率分割方案，而私有的小型语义信息通过私有消息传输，而公共知识通过公共消息传输。由于无线资源有限，计算能量和传输能量都被考虑。这个联合计算和通信问题被制定为一个优化问题，旨在最大限度地减少计算，延迟和发射功率约束下的网络的总通信和计算能耗。针对这一问题，提出了一种交替算法，该算法在每一步都得到语义信息抽取率和计算频率的封闭解。数值结果验证了该算法的有效性。
2023-01-05 cs.IT eess.SP math.IT
A Universal Splitting Estimator for the Performance Evaluation of Wireless Communications Systems
我们提出了一个统一的无线通信系统的性能评估的稀有事件估计。该估计量来自著名的多级分裂算法。在其原始形式中，分裂算法不能应用于时间无关问题的模拟和估计，因为分裂需要一个潜在的连续时间马尔可夫过程，其轨迹可以分裂。我们通过将感兴趣的静态问题嵌入连续时间马尔可夫过程来解决这个问题，使得目标时间无关分布成为马尔可夫过程在给定时刻的分布。所提出的多级分裂算法的主要特点是它的适用范围大。为了说明，我们展示了如何将相同的算法可以应用于估计的问题的累积分布函数（CDF）的随机变量（RV）的总和，CDF的部分和有序的RV，CDF的比率的RV，和CDF的加权和泊松RV。我们调查的计算效率，建议估计通过一些模拟研究，发现它与现有的估计相比毫不逊色。
2019-08-28 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Power Transfer in Cooperative DF Relaying Networks with Log-Normal Fading
协作中继网络中的能量收集和无线功率传输最近吸引了相当多的研究关注。然而，大多数关于这个主题的现有工作集中在代表室外环境的瑞利衰落信道上。与这些研究不同的是，在本文中，我们分析了两跳解码和转发（DF）协作中继系统在室内信道的对数正态衰落的无线功率传输的性能。在我们的评估中考虑了三种著名的能量收集协议：a）时间切换中继（TSR），b）功率分配中继（PSR）和c）理想中继接收机（IRR）。的性能评估方面的遍历中断概率，我们得到准确的分析表达式，考虑三个系统。结果表明，仔细选择的能量收集时间和功率分配因素的TSR和PSR为基础的系统是重要的，以优化性能。它还提出，优化的PSR系统具有接近理想的性能，增加源发射功率和/或能量收集器的效率可以进一步提高性能。
2018-06-25 eess.SP
Achieved Throughput of Hovering UAV-Based Optical Wireless Communications
近年来，自由空间光（FSO）通信系统由于相对于传统的RF通信系统具有多个优点而在无人机（UAV）之间的通信中获得了广泛的应用。为了研究基于无人机的自由空间光通信系统在可达数据速率方面的性能，我们推导了无人机到无人机传输的平均可达速率的精确闭式表达式。我们的研究结果可以用来调查不同的FSO系统参数和基于无人机的光无线通信实现的平均数据速率之间的相互作用。
2021-04-16 eess.SP
A Framework for Amalgamating Optical-OFDM and Optical-OFDM with Index Modulation for Optical Wireless Systems
在这种通信中，我们提出了一个框架，融合光正交频分复用（O-OFDM）和O-OFDM与索引调制（O-OFDM-IM）的光无线系统。这两种方案各自都有一些局限性，例如，O-OFDM不提供用于频谱效率（SE）/能量效率（EE）折衷的任何粒度，并且O-OFDM-IM对于更高阶调制字母表损失EE。通过将O-OFDM和O-OFDM-IM组合在一起，可以规避上述限制。在给出总体框架的基础上，我们使用非对称限幅（AC）O-OFDM和ACO-OFDM-IM来证明框架的有效性。本文给出的结果证实，通过合并O-OFDM和O-OFDM-IM，除了提供SE/EE权衡之外，我们可以实现更高的SE，并且在高SE的EE方面优于O-OFDM-IM。
2022-05-20 eess.SP
Terahertz Integrated Sensing Communications and Powering for 6G Wireless Networks
本文研究THz-ISCAP系统，通过联合优化感知时间分配和功率分配比，在保证通信或供能最低要求下最大化另一性能，为6G太赫兹一体化设计提供新视角。
2025-01-22 eess.SP
Artificial Neural Network for Resource Allocation in Laser-based Optical wireless Networks
光无线通信提供了前所未有的通信速度，可以支持每天大量使用互联网。在室内环境中，光无线网络通常是多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统，其中需要大量的光接入点（AP）来确保覆盖。在这项工作中，基于激光的光无线网络被认为是为多个用户提供服务。此外，实现盲推断对准（BIA）以实现高自由度（DoF），而不需要发射机处的信道状态信息（CSI），这在这样的无线网络中是难以提供的。然后，定义一个目标函数来分配网络的资源，考虑到用户的需求和可用的资源。这个优化问题可以通过穷举搜索或分布式算法来解决。然而，一个实用的算法，提供即时的解决方案，在实时的情况下是必需的。在这种情况下，人工神经网络（ANN）模型的推导，以获得一个次优的解决方案，具有较低的计算时间。人工神经网络模型的实现包括三个重要步骤：数据集生成、离线训练和实时应用。结果表明，训练后的人工神经网络模型提供了一个显着的解决方案接近最优的。
2021-11-27 eess.SP
Data centre optical wireless downlink with WDM and multi-access point support
提供非常高的数据速率的能力是光无线通信（OWC）系统的一个显着优点。设计了一种基于波分多址接入（WDMA）的数据中心光无线下行链路。红、黄、绿和蓝（RYGB）激光二极管（LD）用作发射器以提供高调制带宽。基于RYGB LD的WDMA方案用于从同一光单元同时为多个机架提供通信。在这项研究中，两种类型的光接收器进行了检查，一个角度分集接收器（ADR）与三个分支和一个10像素的成像接收器（ImR）。拟议的数据中心实现了高数据速率，每个机架具有更高的信号干扰噪声比（SINR），同时使用简单的开关键控（OOK）调制。
2020-02-04 eess.SP
Optical wireless communications for in-body and transdermal biomedical applications
本文讨论了用于生物医学应用的光无线系统的基本结构。在总结了主要应用并报告了它们的要求之后，{我们描述了透皮和体内光通道的特性以及它们在通信系统设计中带来的挑战。}更详细地说，我们提供了三种可能的经皮通信架构，即电光（EO）监测，光电（OE）和全光（AO）的神经刺激，这是目前正在调查中，而在体内通信，我们提供了一个纳米级AO（NAO）的概念。对于每种架构，我们讨论了主要的操作原理，技术使能因素，以及他们的发展研究方向。最后，我们强调的必要性，设计一个信息理论框架的分析和设计的物理（PHY）和介质访问控制（MAC）层，它考虑到信道的~特性。
2020-04-30 eess.SP
Optical Wireless Satellite Networks versus Optical Fiber Terrestrial Networks: The Latency Perspective
光无线卫星网络（OWSNs），又称自由空间光卫星网络，是利用即将到来的低地球轨道和甚低地球轨道卫星星座中的卫星之间的激光星间链路（LISL）形成的，可以为现有的陆地光纤网络（OFTNs）提供更好的替代方案，用于长距离洲际数据通信。LISLs在太空真空中以光速运行，这使得OWSNs在延迟方面比OFTNs具有关键优势。在本文中，我们采用星链的第一阶段的卫星星座和卫星之间的LISLs来模拟一个OWSN。然后，我们比较了这种OWSN和OFTN在三种不同的情况下的长距离洲际数据通信的网络延迟。结果表明，OWSN的性能优于OFTN在所有的场景。据观察，源和目的地之间的洲际连接的长度越长，OWSN提供的延迟改善越好。
2021-06-14 eess.SP
On the energy efficiency of Laser-based Optical Wireless Networks
光无线通信（OWC）是下一代（6G）蜂窝网络的强有力的候选者。在本文中，基于激光的光无线网络部署在室内环境中使用垂直腔面发射激光器（VCSELS）作为发射机服务于多个用户。具体地，使用在850nm波长下操作的市售低成本VCSEL。考虑到每个VCSEL的有限覆盖区域，VCSEL阵列被设计为通过窄波束向多个用户传输数据，同时考虑到眼睛安全法规。为了管理多用户干扰（MUI），实现迫零（ZF）以最大化网络的复用增益。研究了在不同激光束腰下网络的能量效率，找到了提高吞吐量的有效激光束尺寸。结果表明，能量效率随激光束腰的增大而增大。此外，使用放置在VCSEL前面的微透镜导致能量效率的显著增加。
2022-03-21 eess.SP
3-D Position Optimization of Solar-Powered Hovering UAV Relay in Optical Wireless Backhaul
针对太阳能悬停无人机中继连接传感器场与OGS的光无线回程场景，研究三维位置优化，揭示大气条件对最优位置和端到端容量的关键影响。
2024-01-29 eess.SP
Optical Wireless cabin communication system
为机舱内的用户提供高数据速率对飞机制造公司来说很有吸引力。本文提出了一种利用可见光传输数据的光无线系统。每个座位的阅读灯在这项工作中用作发射机，以提供高数据速率。红、黄、绿和蓝（RYGB）激光二极管（LD）用于每个读取光中以获得高调制带宽。两种类型的阅读灯的基础上角度分集发射机（ADT）的单位，本文利用照明和通信。此外，还采用了两种光接收机：四分支角度分集接收机（ADR）和25像素成像接收机（ImR）。估计了时延扩展和信号干扰噪声比（SINR）。所提出的系统可以提供高数据速率高达22.8 Gbps的每个用户通过使用简单的开关键控（OOK）调制。
2019-10-15 eess.SP
Effects of Turbulence Induced Scattering on Underwater Optical Wireless Communications
本文介绍了水下光学湍流与吸收和散射相结合的相对效应的综合描述。湍流引起的散射所示的原因，并增加在接收器平面的空间和时间的传播。它还表明，湍流对接收信号的相对影响是在一个高度散射的信道较低。接收到的强度分布，确认从这种方法接收到的功率波动遵循常用的对数正态衰落模型。研究了水下信道中湍流散射对最大可达数据速率的影响。
2020-08-03 eess.SP
Co-existence of Micro, Pico and Atto Cells in Optical Wireless Communication
小区或用户之间的干扰会对光无线通信（OWC）链路的质量产生重大影响。本文研究了基于红外的微小区与基于可见光通信的微微小区和阿托小区共存的下行通信问题。当使用角度分集接收机和成像接收机时，每个小区的信噪比（SNR）和小区之间的信号干扰噪声比（SINR）被评估。结果表明，Atto小区系统提供更高的SNR和数据速率相比，微微小区系统提供更高的SNR和数据速率相比，微小区系统。然而，微小区系统提供移动性，因为它们提供更大的覆盖区域，随后是微微小区系统。
2019-10-15 eess.SP
Impact of room size on WDM optical wireless links with multiple access points and angle diversity receivers
光无线通信（OWC）系统作为一种有前途的无线通信技术，可以提供高数据速率并同时支持多个用户，已经成为关注的主题。在本文中，房间大小的影响进行了调查时，使用波分多址接入（WDMA）结合角度分集接收机（ADR）。基于所使用的RYGB LD发射器，本工作可以提供四个波长（红、黄、绿和蓝）。三个房间大小被认为是两个8用户场景。提出了一种基于混合整数线性规划（MILP）的资源优化配置模型。在所有房间的两种情况下，计算了每个用户的光信道带宽、SINR和数据速率。房间A是最大的房间，与其他房间相比，可以提供更高的信道带宽和SINR。然而，在这两种情况下，所有房间都可以提供高于5 Gbps的数据速率。
2020-02-21 eess.SP
Asynchronous Multiple Access in Optical Wireless Scattering Communication: Achievable Transmission Rates and Receiver Design
研究了光无线散射通信中的异步多用户接入通信，不同用户在时域中传输信号时没有完全对准。首先，我们基于隐马尔可夫模型（HMM）的接收信号的特征，使不同用户之间的失调可以通过状态转移来表征。然后，我们调查的可达速率的基础上的HMM和获得近似的解决方案，使用Monte Carlo方法。提出了基于期望最大化（EM）算法的信道估计。此外，我们采用Viterbi和Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv（BCJR）算法进行联合迭代多用户解码。数值和实验结果表明，所提出的信道估计，联合检测和解码的性能。从实验结果可以看出，所提出的方法执行接近模拟结果。
2019-01-22 eess.SP
Channel Modeling for UAV-based Optical Wireless Links with Nonzero Boresight Pointing Errors
本文研究了具有非零波束指向误差的基于无人机的自由空间光链路信道建模问题。特别是，利用对数正态湍流模型，我们提出了一种新的封闭形式的统计信道模型的无人机为基础的自由空间光通信链路，考虑到非零波束指向误差的影响。随后，利用伽马-伽马湍流模型，我们提出了一种新的通道特性，这种链路是有效的中度到强湍流条件下。通过Monte-Carlo模拟验证了所提出的模型的准确性。所提出的模型更易于处理，适用于分析这种基于无人机的FSO链路。
2020-04-21 eess.SP
Asymptotic analysis of V-BLAST MIMO for coherent optical wireless communications in Gamma-Gamma turbulence
研究了相干光无线通信系统在Gamma-Gamma湍流环境下采用V-BLAST MIMO方案时的渐近误码性能。提出了一种新的方法来量化系统的性能和渐近误码性能的数学解。由于V-BLAST MIMO系统的分集增益等于接收机的数量，因此显示了违反直觉的结果。因此，它示出，当应用V-BLAST MIMO方案时，每次传输的符号率可以等于发射机的数量，具有一定的成本分集增益。这意味着，我们可以同时利用MIMO系统的空间复用和分集特性，以实现比现有方案更高的数据速率，在显示严重的湍流和适度衰减的信道。
2021-07-12 eess.SP
Joint Time-Frequency Splitting for Multiuser SWIPT OFDM Networks
本文提出了一种用于多用户正交频分复用（OFDM）系统的联合时频分裂（TFS）策略。在TFS中，每个用户在不同子载波上的时间共享因子通过最大化用户的和速率来优化，同时具有信息和能量服务质量（QoS）约束。虽然原问题是非凸的，我们首先将其转化为一个等价的凸问题，通过适当的变量变换。然后，我们提出了一种基于半封闭形式的低复杂度迭代算法。数值结果表明，该TFS优于传统的分时和子载波分离策略。
2019-02-08 eess.SP
Beam Domain Massive MIMO for Optical Wireless Communications with Transmit Lens
提出了一种新的用于光无线通信的波束域大规模多输入多输出（MIMO）传输方案。配备有大规模光发射机的光基站通过发射透镜与多个用户终端（UT）通信。针对LED发射机，分析了透镜的光折射特性，建立了大规模多输入多输出光传输信道模型。对于大量的LED，不同UT的信道向量变得渐近正交。研究了光大规模多输入多输出系统中的最大比传输和正则化迫零预编码，提出了一种线性预编码设计方案，以最大化和速率。我们进一步设计的预编码时，发射机的数量增长渐近大，并表明，波束分多址接入（BDMA）传输达到渐近最优性能的总和速率最大化。与没有发射透镜的光MIMO不同，BDMA可以分别在总和每发射机功率约束下与$2K$和$K$成比例地增加总速率，其中$K$是UT的数量。在非渐近情况下，我们证明了波束域最优功率分配的正交性条件，并提出了有效的波束分配算法。数值结果证实了我们提出的波束域光大规模多输入多输出通信方法的性能显着改善。
2018-11-23 eess.SP
All-Indoor Optical Customer Premises Equipment for Fixed Wireless Access
我们展示了一个基于LED的光无线链路的固定无线接入应用，在数据率为1.5 Gbit/s超过50米。室内设备和室外接入点之间的传输可以通过金属涂层绝缘玻璃进行。
2021-05-26 cs.NI eess.SP
Effect of receiver orientation on resource allocation in optical wireless systems
光无线通信（OWC）系统已经成为大量关注的主题，因为它们可以用于第六代（6G）无线通信以提供高数据速率并同时支持多个用户。本文研究了波分多址接入（WDMA）方案下，接收机朝向对光无线系统中资源分配的影响。三个不同的系统，具有不同的接收器的取向进行了检查，在这项工作中。这些系统中的每一个在两种情况下考虑8个同时的用户。WDMA用于支持多个用户，并基于每个AP的红、黄、绿、蓝（RYGB）LD提供的四个波长。角度分集接收机（ADR）用于具有不同取向的每个系统中。通过使用混合整数线性规划（MILP）模型，获得波长和接入点（AP）方面的优化资源分配。在所有系统中，信道带宽和SINR在两种情况下确定。结果表明，改变接收机的方向可以影响信道带宽和SINR的水平。然而，所有用户在两种情况下的SINR都高于阈值（15.6dB）。所得到的SINR在所有系统中在这两种情况下都可以支持5.7Gbps的数据速率。
2020-03-04 eess.SP
Blind Source Separation of Optical Wireless Communications in Noisy Environments
盲源分离是信号处理领域的一个研究热点，因为它旨在通过未知的传输信道从观测混合信号中分离出未知源信号。提出并改进了一种低计算复杂度的瞬时线性混合信号盲分离算法。该算法中只有一个可变参数，即移动平均线长度，它对分离效果有重要影响。本文通过实验对合理值提出了建议。将该算法推广到不同噪声环境下可见光通信信号的分离中，取得了一定的效果，进一步扩展了算法的适用性。
2019-03-07 eess.SP
Reinforcement-Learning-Enabled Beam Alignment for Water-Air Direct Optical Wireless Communications
本文针对高海况下水-空直接光无线通信的波束偏差问题，提出基于深度强化学习（DDPG）的波束对准策略，结合海浪谱建模、光线追踪信道表征和对数-指数非线性奖励函数，仿真验证了其优越性。
2024-09-05 eess.SP
Energy Efficient Laser-Based Optical Wireless Communication Networks
本文研究了室内环境中基于VCSEL的光无线通信系统的能效，并证明其性能与能效均优于基于LED的系统。
2023-04-07 eess.SP
Air-Sea Surface Modeling and Operating Link Range Evaluation for AUV-to-UAV Optical Wireless Communication Links
Alex Ekwueme Federal University, Ndufu-Alike（艾肯韦梅联邦大学）；Aix Marseille University, CNRS Centrale Méditerranée, Institut Fresnel（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心地中海中央学院，费斯尼尔研究所）
本文研究了空气-海面粗糙度对水下到无人机光学无线通信系统的影响，通过实验验证的Cox-Munk和ECKV模型分析，评估了链路 ergodic 容量，重点探讨了操作范围、指向误差、接收器视野和太阳噪声水平。
2026-05-13 eess.SP
Low Complexity Rate Splitting Approach in RIS-Aided Systems Based on Channel Statistics
针对仅有统计信道知识的RIS辅助系统，提出一种基于二阶信道统计的准闭式解速率分裂算法，无需估计CSI和实时优化预编码与相移，有效降低了系统设计复杂度。
2024-10-16 eess.SP
Opportunities of Optical Spectrum for Future Wireless Communications
未来第五代（5G）通信对服务质量（诸如数据率、延迟、功耗、连接数量）的要求非常高。此外，物联网（IoT）需要大量的连接。可见光通信、光保真、光学相机通信、自由空间光通信等光无线通信（OWC）技术可以有效地服务于5G和物联网的成功部署。本文清楚地介绍了OWC网络对5G和物联网解决方案的贡献。
2020-05-30 cs.NI eess.SP
Optical wireless hybrid networks for 5G and beyond communications
下一个第五代（5G）及以上超高速、超低时延、极高可靠的通信系统将由异构网络组成。这些异构网络将不仅包括基于射频（RF）的系统，而且还包括基于光无线的系统。不同网络之间的混合架构是实现所需服务质量水平的一种很好的方法。在本文中，我们提供的机会所带来的混合系统考虑RF以及光无线通信技术。最后讨论了混合网络系统的关键研究方向。
2020-05-30 cs.NI eess.SP
Delay Adaptation Method for Relay Assisted Optical Wireless Systems
在本文中，我们研究的光无线中继器之间的发射机和用户的红外光无线通信（IROWC）系统的中继终端。针对不同中继终端信号到达时间不一致的问题，提出了一种时延自适应方法。在典型的两阶段中继IROWC系统中，三种不同的中继终端部署方案进行了研究，提出的延迟自适应方法。仿真结果表明，与传统系统相比，该系统具有更好的脉冲响应，采用时延自适应方法的中继系统的均方根时延扩展平均比传统系统小30%。
2020-04-30 cs.NI eess.SP
Resilient Architectures for Free Space Optical Wireless Interconnection Systems
在本文中，我们提出了使用两个无源光网络（PON）为基础的网络架构连接自由空间光无线通信（OWC）接入点（AP）在一个房间内的多个用户。我们通过混合线性规划（MILP）模型优化移动OWC用户分配到多个AP，以提高前传网络的弹性，即OWC系统和有线网络连接到AP，并研究用户分布和信道特性的影响。
2021-02-10 cs.NI eess.SP
Robust Channel Estimation for Optical Wireless Communications Using Neural Network
Institute for Imaging, Data and Communications, School of Engineering, University of Edinburgh（成像、数据与通信研究所，工程学院，爱丁堡大学）
本文提出了一种基于神经网络的鲁棒信道估计方法，用于提高光学无线通信系统的可靠性和性能。
2026-01-19 cs.LG eess.SP
Secure practical indoor optical wireless communications using quantum key distribution
量子密钥分配（QKD）可以保证实际室内光无线环境的安全性。关键的挑战是减轻接收器处的人工照明和环境光。提出了一种新的量子密钥分配光谱区域，并利用实验测量的环境光功率模拟了理想的量子密钥分配链路模型。模拟、建模和分析表明，二氧化碳和水的吸收带（1370 nm）是室内光无线环境中QKD操作的新波长区域。对于可行的QKD链路，当使用BB84协议时，需要大约20 dB的信噪比（SNR）和11%的最大量子误比特率（QBER）。在新的光谱区域中具有几度FOV的链路是可行的，这取决于可用的组件。
2020-04-28 cs.NI eess.SP
Rate-Splitting Multiple Access for Uplink Massive MIMO With Electromagnetic Exposure Constraints
本文针对上行大规模MIMO系统，提出在电磁暴露约束下利用速率分割多址接入（RSMA）提升能量效率，通过改进注水方案和贪心算法优化发射协方差矩阵与解码顺序，并验证了方案有效性。
2022-12-14 cs.IT eess.SP math.IT
170-260 GHz Sub-THz Optical Heterodyne Analog Radio-over-Fiber Link for 6G Wireless System
针对自由运行激光器频率与相位波动影响光外差亚太赫兹传输的问题，该研究通过数字损伤补偿，在10 km模拟RoF链路上实现170–260 GHz OFDM信号生成。
2023-08-10 cs.NI eess.SP
A Joint Wireless-Optical Front-haul Solution for Multi-user Massive MIMO 5G RAN
我们展示了一种用于多用户大规模多输入多输出5G RAN的高容量光纤中频移动前传解决方案。使用该方案，在没有光纤色散补偿的情况下，在40 km以上的单个光波长上传输了创纪录的25.6 GHz的聚合无线电带宽
2020-11-18 cs.IT eess.SP math.IT
Resource Allocation for Green Probabilistic Semantic Communication with Rate Splitting
本文研究基于速率分割多址接入的概率语义通信系统能量高效资源分配问题，引入语义压缩比衡量计算开销，在传统与语义约束下最大化能量效率。
2024-03-31 cs.IT eess.SP math.IT
EU cost action on future generation optical wireless communication technologies -- newfocus ca19111, a white paper
欧盟成本行动NEWFOCUS专注于研究可能影响未来无线网络设计的根本解决方案。它旨在解决OWC中的一些挑战，并将其建立为一种有效的技术，可以满足5G网络中回程和接入网络级别的苛刻要求。这还包括使用将OWC与射频或有线/光纤技术相关联的混合链路。本白皮书的重点是将光无线通信（OWC）作为HE支柱II中概述的一系列领域的使能技术，包括健康，制造，智能交通系统（ITS），无人机以及网络和协议。
2022-07-18 cs.NI eess.SP
Probabilistic Semantic Communication over Wireless Networks with Rate Splitting
本文研究基于RSMA的概率语义通信系统中联合传输与计算资源分配问题，推导语义速率表达式，提出迭代算法联合优化波束成形、速率分配与语义压缩比，以最大化用户语义速率之和。
2024-03-01 cs.IT eess.SP math.IT
Massively Distributed Antenna Systems with Non-Ideal Optical Fiber Front-hauls: A Promising Technology for 6G Wireless Communication Systems
采用大规模分布式天线使无线接入点（RAP）更接近用户，从而实现积极的频谱重用，可以弥合未来无线系统中稀缺的频谱资源和极高的连接密度之间的差距。示例包括云无线电接入网络（C-RAN）、超密集网络（UDN）和无小区大规模多输入多输出（MIMO）系统。这些系统通常以光纤-无线通信（FWC）的形式设计，其中分布式天线或RAP通过光前传连接到中央单元（CU）。大量密集部署的天线或RAP需要广泛的光学前传基础设施。因此，光前传网络的成本、复杂性和功耗可能主导整个系统的性能。本文提供了一个概述和展望的架构，建模，设计和性能的大规模分布式天线系统与非理想的光学前回。光前传和无线接入链路之间的复杂交互需要通过联合利用其独特特性来优化光域和无线域的设计。它表明，与模拟射频光纤（RFoF）链路的系统优于其基带光纤（BBoF）或中频光纤（IFoF）的系统具有较短的光纤长度和更多的RAP，这都是未来的无线通信系统所需的属性。
2020-08-18 cs.IT eess.SP math.IT
Networking and processing in optical wireless
光无线通信（OWC）是一种有前途的技术，它可以提供高数据速率，同时支持多个用户。光无线（OW）物理层已经得到了广泛的研究，然而很少有工作致力于多址接入和OW前端如何连接到网络。在本文中，OWC系统，采用波分多址接入（WDMA）方案进行了研究，以支持多个用户的目的。此外，首次提出了云/雾架构，为OWC提供处理能力。云/雾集成架构使用可见室内光来创建与潜在移动节点的高数据速率连接。这些光无线节点被进一步集群并用作雾迷你服务器，通过光无线信道为其他用户提供处理服务。额外的雾处理单元位于房间、建筑物、校园和地铁层。进一步的处理能力由远程云站点提供。一个混合整数线性规划（MILP）模型的开发和利用，以优化室内OWC系统的资源分配。开发了第二个MILP模型，以优化处理任务在不同雾和云节点中的位置。使用MILP模型分析了云/雾集成架构中的任务放置优化。考虑了多个场景，其中移动节点位置在房间中变化，并且每个光无线节点所请求的处理量和数据速率变化。结果有助于确定最佳的颜色和接入点用于通信的一个给定的移动节点的位置和OWC系统配置，最佳的位置，以放置处理和网络架构的影响。确定了今后工作的领域。
2019-07-22 cs.NI eess.SP
Rate-Splitting Multiple Access: Fundamentals, Survey, and Future Research Trends
速率分割多址接入（RSMA）已经成为一种新颖的、通用的和强大的框架，用于设计和优化未来无线网络的非正交传输、多址接入（MA）和干扰管理策略。通过信息和通信理论分析，RSMA已被证明是最佳的（从自由度区域的角度来看）在几个传输场景。与5G中使用的传统MA策略相比，RSMA能够针对广泛的网络负载（包括欠载和过载机制）和用户信道条件实现频谱效率（SE）、能量效率（EE）、覆盖、用户公平性、可靠性和服务质量（QoS）增强。此外，它享有较高的鲁棒性，对不完美的信道状态信息在发送端（CSIT），并需要较低的反馈开销和复杂度。尽管RSMA具有从根本上改变无线通信网络的物理（PHY）层和介质访问控制（MAC）层的巨大潜力，但在标准化的道路上仍然面临许多挑战。在本文中，我们提出了第一个全面的概述RSMA提供了一个调查的相关国家的最先进的研究，详细介绍了其架构，分类，和各种有吸引力的应用程序，以及与现有的MA计划的整体框架，性能和复杂性进行比较。还深入讨论了未来RSMA研究面临的挑战，以启发未来在5G系统后的RSMA辅助无线通信方面的研究。
2022-09-30 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Uplink Optical Wireless Communication System in Presence of STAR-RIS
最近，可重构智能表面（RIS）已获得研究和发展的兴趣，以修改无线信道特性，以提高无线通信的性能，特别是当视线信道的质量不是很好。在这项工作中，在文献中，我们第一次使用同时传输和反射RIS（STAR-RIS）的非正交多址可见光通信系统，以提高系统的性能。推导了两种数据恢复方案，单用户检测（SUD）和连续干扰消除（SIC）的用户的可恢复速率。然后，和率优化问题制定的两种工作模式的STAR-RIS，即能量分裂和模式切换的情况下。此外，序列参数凸逼近方法被用来解决和率优化问题。我们还比较了能量分裂和模式切换的情况下，这两种模式具有相同的性能。最后，数值计算结果SUD和SIC计划和两个基准计划，分时和最大最小公平性，频谱和能量效率，STAR-RIS元素的数量，用户和接入点的位置进行了讨论。
2022-09-20 cs.IT eess.SP math.IT
Machine Learning for Underwater Optical Wireless Communication Systems: A Comprehensive Survey
本文全面综述了机器学习在水下无线光通信系统中的应用，涵盖信道建模、收发机设计、链路对准及新兴应用，并指出未来研究方向。
2026-09-22 cs.LG eess.SP
Single-Photon Counting Receivers for Optical Wireless Communications in Future 6G Networks
本文探讨单光子计数接收机在6G光无线通信中的应用，分析其性能限制因素并提出性能增强框架，以解决低接收光功率导致的中断问题。
2023-10-30 cs.IT eess.SP math.IT
Resilience in Optical Wireless Systems
通信服务的高可靠性和可用性是服务提供商需要确保的关键要求。由于室内光无线通信系统中的直接视线（LOS）波束易于阻塞，因此在阻塞的情况下需要备用链路，并且因此信道分配算法应该是阻塞感知的。在本文中，光束阻塞的影响，由于不同的尺寸和距离的接收器的光盘进行了研究，其中使用百分比阻塞512个房间的位置，在25厘米的分离定量评估阻塞。据发现，分配两个链路之间的服务接入点之间的最大分离可以减少或消除阻塞的情况下，当弹性没有实现。增加每个用户分配的接入点数量进一步提高了弹性。
2020-04-30 cs.NI eess.SP
Analysis of 3D Localization in Underwater Optical Wireless Networks with Uncertain Anchor Positions
定位精度对水下光无线传感器网络的正常运行至关重要。然而，水下定位容易受到不利的环境障碍，例如由于表面和深层水流引起的漂移。这些导致所部署的锚节点位置的不确定性，并对实现准确的位置估计提出了严峻的挑战。因此，本文分析了三维（3D）定位UOWSNs的性能，并推导出一个封闭形式的表达的Cramer Rao下界（CRLB）通过使用到达时间（ToA）和到达角（AoA）的测量下存在的锚节点位置的不确定性。数值结果验证了分析结果，通过比较的定位精度的情况下，没有锚节点的位置不确定性。并与线性最小二乘法（LSS）和加权LLS（WLSS）方法进行了比较。
2019-12-23 cs.NI eess.SP
Resource Allocation in Co-existing Optical Wireless HetNets
在多用户光无线通信（OWC）系统中，用户和小区之间的干扰会严重影响OWC链路的质量。因此，在本文中，混合整数线性规划（MILP）模型建立的最佳资源分配波分多址（WDMA）光无线系统。考虑到波长和接入点（AP）的最佳分配给每个用户，以支持多个用户在微，微微和阿托小区共存的下行链路通信的环境中。在诸如微微小区和阿托小区之类的小型小区中，光线的高方向性可以在高数据率下提供非常高的信噪比和干扰比（SINR）。考虑在这项工作中，可见光通信链路，利用四个波长每个接入点（红，绿，黄，蓝）的微微和阿托细胞系统，而微细胞系统使用红外（IR）发射机。在这项工作中考虑了两个10个用户的情况。这两种情况下的所有用户都实现了超过7.8 GHz的高光信道带宽。此外，两种情况下的所有用户都实现了超过在7.1 Gbps的数据率下10-9开关键控（OOK）比特出错率所需的阈值（15.6 dB）的高SINR。
2020-04-19 cs.NI eess.SP
5 Gbps Optical Wireless Communication Using Commercial SPAD Array Receivers
光子计数探测器，如单光子雪崩二极管（SPAD）阵列，可以用来提高光无线通信（OWC）系统的灵敏度。然而，基于SPAD的OWC系统的可实现的数据率受到由SPAD死区时间引起的非线性的强烈限制。研究了基于SPAD的正交频分复用（OFDM）OWC系统的性能，并与开关键控（OOK）系统进行了比较。我们采用非线性均衡，峰均功率比优化，通过调整OFDM限幅电平，自适应比特和能量加载，以实现5 Gbps的记录实验数据率。两个调制方案的操作的对比最佳制度也证明了。
2022-04-04 cs.IT eess.SP math.IT
SPAD-Based Optical Wireless Communication with ACO-OFDM
采用高灵敏度的单光子雪崩二极管（SPAD）阵列可以有效地提高光无线通信（OWC）的灵敏度。然而，由死区时间引入的非线性失真强烈限制了基于SPAD的OWC系统的吞吐量。光正交频分复用（OFDM）技术可以用于SPAD阵列系统中，以提高频谱效率。在这项工作中，基于SPAD的OWC系统与非对称限幅光OFDM（ACO-OFDM）的性能进行了理论分析。研究了SPAD非线性对系统性能的影响。此外，所考虑的方案与直流偏置光OFDM（DCO-OFDM）的比较，显示出不同的可靠的操作制度的两个计划。在低功率情况下，ACO-OFDM优于DCO-OFDM;而在高功率情况下，后者更优选。
2022-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
