第一章 题目来源
随着智慧家庭、万物互联的迅速发展,室内可见光通信技术以频谱资源丰富、抗电磁干扰能力强、部署方便等诸多优点,成为今后高速室内接入极具潜力的技术。但是在实际的室内通信场景中,由于人员走动、家具摆放、门扇开关等随机的遮挡因素,会造成接收端的光功率出现剧烈的波动,从而严重影响到可见光通信系统的稳定性和可靠性。对室内可见光信道在遮挡情况下的关联光衰减特性进行深入研究,对于改善系统链路预算、设计鲁棒的自适应均衡算法以及制定科学的行业标准具有重要的理论价值和工程意义。目前对由遮挡引起的光衰减研究大都只针对单一链路进行单独分析,没有考虑由于遮挡物几何投影重叠所造成的多径信道间关联衰减效应,而空间关联特性又是决定多输入多输出可见光系统分集增益和中断概率的关键因素。根据上述背景以及目前研究中存在的不足,本文以学校制度培养要求和科研项目支撑为依托,以室内可见光信道遮挡关联光衰减特性为研究对象,探究遮挡物空间分布和多链路光衰减之间的内在联系,创建关联衰减模型,给高可靠室内光通信网络顶层设计及性能评价赋予牢固的理论支撑。
第二章 主要研究内容
本文的主要研究内容有以下四个方面:
1)建立包含随机遮挡体和收发端几何位置关系的室内可见光信道模型,研究遮挡发生时光传播路径的衰减机理。
推导得到不同遮挡物尺寸、运动轨迹以及遮挡持续时间对信道脉冲响应和光功率衰减的表达式,找出遮挡参数与光衰减特性之间存在的内在联系。
进行室内可见光信道遮挡关联光衰减特性的测量实验,得到多个场景下的实测数据来验证理论模型及推导结果是否正确。
根据遮挡关联光衰减特性规律,寻找自适应遮挡补偿和链路稳健性提高的方法,给室内可见光通信系统可靠部署赋予理论支撑。
第三章 主要任务及目标
本文主要任务和目标有以下几个方面:
建立包含随机遮挡体和反射面的室内可见光信道的物理和数学模型,量化遮挡物的大小、位置和运动状态对信道脉冲响应和空间关联特性的影响。
推导并仿真分析多个接收节点之间信道遮挡事件发生的概率和空间衰减关联函数,得到遮挡场景下链路衰落强度在空间上的统计分布规律和相互依赖关系。
设计并搭建室内可见光信道遮挡衰减特性实测平台,采集不同遮挡模式和收发拓扑下的光功率衰减数据,验证所提出的理论模型和仿真结果的正确性和可靠性。
根据遮挡关联衰减特性理论分析结果,研究多接收分集和抗遮挡链路自适应切换等优化策略,给室内可见光通信系统在复杂遮挡环境中稳健组网设计提供理论依据和技术支持。
第四章 进度安排
本研究的进度安排如下:
第一周至第二周确定研究方向、主题,制定研究计划,查阅室内可见光通信信道及遮挡衰减相关的国内外文献,完成开题报告。
第三周至第四周学习可见光信道建模理论以及光传播物理机制,研究遮挡物对于可见光信号传播的影响机理和遮挡关联光衰减特性。
第五周至第七周建立室内可见光信道仿真模型,设置光源、接收器、典型遮挡物的参数,进行有无遮挡以及不同遮挡情况下的信道仿真实验。
第八周至第十周收集仿真数据,计算光衰减指标,分析遮挡距离、遮挡面积、遮挡物材质等因素同光衰减之间的联系,对数据进行拟合并建立模型加以改进。
第十一周至第十二周整理实验数据和理论分析结果,撰写论文初稿,主要完善遮挡关联光衰减模型构建和特性分析部分。
第十三周至第十四周根据指导教师审阅意见和学校制度要求,对论文初稿做全面的修改和润色,规范格式和参考文献,形成论文修改稿。
第十五周论文定稿,完成查重工作,准备答辩材料。
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