Investigación sobre optimización de eficiencia energética de comunicación por luz visible basada en acceso múltiple no ortogonal
Autores: Wu, Yali; Sun, Lei; Liu, Xiaoshuang; Lin, Xiaoran
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación sobre optimización de eficiencia energética de comunicación por luz visible basada en acceso múltiple no ortogonal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Comunicación inalámbrica
Comunicación por luz visible
VLC
Acceso múltiple no ortogonal
NOMA
Asociación de LED
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Como contendiente en el competitivo panorama de las tecnologías de comunicación inalámbrica de próxima generación, la comunicación por luz visible (VLC) destaca debido a su potencial para mejorar las tasas de transmisión y la utilización de recursos espectrales. VLC ofrece varias ventajas, incluyendo operación sin licencia, alta confidencialidad y rentabilidad. Sin embargo, la implementación práctica enfrenta desafíos derivados de la limitada banda de modulación de los diodos emisores de luz (LED), lo que restringe la capacidad del sistema y las tasas de comunicación VLC. Para abordar esta limitación, el acceso múltiple no ortogonal (NOMA) emerge como una estrategia de acceso múltiple novedosa, particularmente adecuada para mejorar la capacidad y las tasas de comunicación de sistemas VLC de enlace descendente a través de la multiplexación de energía. Este documento se adentra en el diseño energéticamente eficiente de la asociación conjunta de LED y asignación de potencia (LA-PA) para sistemas VLC basados en NOMA de enlace descendente. A través de un análisis de la capacidad del canal, transformamos el modelo de optimización energéticamente eficiente no convexo, teniendo en cuenta la no negatividad de la señal, las restricciones de potencia óptica por LED y las restricciones de tasa de usuario, en una forma convexa. Posteriormente, proponemos un algoritmo de asignación de potencia iterativo para obtener soluciones al problema de optimización con asociaciones de LED preestablecidas. Además, derivamos una condición de viabilidad para una asociación de LED, considerando la no negatividad de la señal, las restricciones de potencia óptica por LED, las restricciones de potencia para la cancelación de interferencia sucesiva (SIC) y la ganancia de canal entre las señales de transceptor. Esta condición identifica los LED viables capaces de maximizar la eficiencia energética (EE) cuando se combinan con el algoritmo de asignación de potencia mencionado anteriormente. Finalmente, ilustramos la superioridad del esquema conjunto LA-PA en términos de la EE, la confiabilidad de la transmisión y el rendimiento de capacidad de transmisión sobre NOMA en el contexto de VLC.
Descripción
Como contendiente en el competitivo panorama de las tecnologías de comunicación inalámbrica de próxima generación, la comunicación por luz visible (VLC) destaca debido a su potencial para mejorar las tasas de transmisión y la utilización de recursos espectrales. VLC ofrece varias ventajas, incluyendo operación sin licencia, alta confidencialidad y rentabilidad. Sin embargo, la implementación práctica enfrenta desafíos derivados de la limitada banda de modulación de los diodos emisores de luz (LED), lo que restringe la capacidad del sistema y las tasas de comunicación VLC. Para abordar esta limitación, el acceso múltiple no ortogonal (NOMA) emerge como una estrategia de acceso múltiple novedosa, particularmente adecuada para mejorar la capacidad y las tasas de comunicación de sistemas VLC de enlace descendente a través de la multiplexación de energía. Este documento se adentra en el diseño energéticamente eficiente de la asociación conjunta de LED y asignación de potencia (LA-PA) para sistemas VLC basados en NOMA de enlace descendente. A través de un análisis de la capacidad del canal, transformamos el modelo de optimización energéticamente eficiente no convexo, teniendo en cuenta la no negatividad de la señal, las restricciones de potencia óptica por LED y las restricciones de tasa de usuario, en una forma convexa. Posteriormente, proponemos un algoritmo de asignación de potencia iterativo para obtener soluciones al problema de optimización con asociaciones de LED preestablecidas. Además, derivamos una condición de viabilidad para una asociación de LED, considerando la no negatividad de la señal, las restricciones de potencia óptica por LED, las restricciones de potencia para la cancelación de interferencia sucesiva (SIC) y la ganancia de canal entre las señales de transceptor. Esta condición identifica los LED viables capaces de maximizar la eficiencia energética (EE) cuando se combinan con el algoritmo de asignación de potencia mencionado anteriormente. Finalmente, ilustramos la superioridad del esquema conjunto LA-PA en términos de la EE, la confiabilidad de la transmisión y el rendimiento de capacidad de transmisión sobre NOMA en el contexto de VLC.