全波束覆盖的双向无线光通信理论方法研究

基本信息
批准号:61901110
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:孙晨
学科分类:
依托单位:东南大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
收发透镜无线光通信双向传输全波束覆盖光纤收发端口
结项摘要

Optical wireless communications offer wide spectrum resources, provide high secrecy, and do not cause any interference with radio frequency signals. It has become one of the most important techniques for future mobile communications and has attracted many interests of research. Focusing on the bottleneck problems of multi-user transmission performance and unidirectional transmission, we propose and investigate bidirectional optical wireless communications with full beam coverage. The base station equipped with multiple or massive optical fiber transceiver ports and transceiver lens generates multiple or massive optical beams to different directions to cover the whole communication area. The base station communicates with different users by different beams to achieve multiple or massive users bidirectional high-rate transmission. The main research contents include optical transceiver antenna designs to achieve full beam coverage and beam domain coherent/non-coherent channel model, beam domain non-coherent transmission scheme and beam domain coherent transmission scheme. Our aims are to develop the optical transceiver antenna design and corresponding channel properties, low complex non-coherent transmission scheme, and high-rate coherent transmission scheme. It is expected to achieve systematical results in bidirectional optical wireless communications with full beam coverage, providing the research foundation for the application of optical wireless communications in the future wireless communication systems.

无线光通信具有频谱资源丰富、安全性高且不受电磁干扰等优势,是未来移动通信重要研究方向之一,得到研究者们的广泛关注。针对无线光通信系统中多用户传输性能受限以及单向传输局限问题,本项目提出并系统地研究全波束覆盖的双向无线光通信理论方法,通过配置多个或大量光纤收发端口和收发透镜,生成多个或大量不同方向的光波束,实现通信区域的全波束覆盖,通过不同波束服务不同用户,从而支持多个或大量用户终端的双向高速数据传输。主要研究内容包括实现全波束覆盖的光收发天线设计与波束域相干/非相干传输信道建模、波束域非相干传输理论方法以及波束域相干传输理论方法三个方面。通过本项目的研究,拟探明全波束覆盖的光收发天线设计方法及相应的信道特性、低复杂度的非相干传输方法以及高性能的相干传输方法,形成较为完整的全波束覆盖的双向无线光通信理论方法,为无线光通信在未来无线通信系统中的应用提供相关研究基础。

项目摘要

为满足未来移动通信数据速率的持续增长,具有丰富频谱资源的无线光通信受到了研究者们的广泛关注。针对无线光通信系统中多用户传输性能受限以及单向传输局限问题,本项目提出了全波束覆盖的光纤使能无线光通信理论方法。通过配置多个或大量光纤收发端口和收发透镜,生成多个或大量不同方向的光波束,实现通信区域的全波束覆盖。基站利用不同光波束服务不同用户终端,支持多个或大量用户终端的双向高速无线传输。本项目设计了全波束覆盖的光学天线,利用光纤端口阵列以及透镜,生成不同方向的光波束,分析了链路预算,建立传输信道模型;提出了波束域多用户MIMO相干/大规模MIMO非相干无线传输方法以及网络大规模MIMO无线传输方法;搭建了光纤使能的无线光通信原型实验系统,验证了所提方法能够实现10Gbps的单用户传输速率,并且理论上支持Tbps的系统吞吐量,为无线光通信在未来无线通信系统中的应用提供相关研究基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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