[发明专利]基于改进粒子群算法的室内可见光通信系统功率分配方法

权利要求书

1.一种基于改进粒子群算法的室内可见光通信系统功率分配方法，其特征在于，包括如下：

(1)建立室内可见光通信系统：

在天花板设置白光LED，将白光LED连接到服务器，构成发射机和照明光源，采用时分多址的方式发送光信号，并设置室内可见光通信系统的发射总功率P_elec；

在LED照射范围内放置多个光电探测器PD，即在接收端给每个用户设置1个光电探测器PD，用于从接收的光载波中提取发送信号；

(2)根据室内可见光通信系统下行链路信道模型，计算出每个用户的直流信道增益h_k；

(3)根据非正交多址NOMA系统的数据速率模型，计算出每个用户的数据速率R_k，根据每个用户的数据速率R_k，计算系统的总数据速率R_sum：

其中，a_k为第k个用户的功率分配系数，R_k(a₁,...,a_k,...,a_M)代表用户k的数据速率关于k个功率分配系数的函数，M为系统服务的用户数；

(4)对粒子群算法进行改进，即将线性递减惯性权重ω(t)改为非线性递减惯性权重ω(t)，两个常数学习因子c₁和c₂改为非线性异步变化的个体学习因子c₁(t)和社会学习因子c₂(t)，表示如下：

其中，ω_max为最大惯性权重，ω_min最小惯性权重，t为当前迭代，T_max为最大迭代次数；c₁₁和c₁₂分别为个体学习因子的初始值和最终迭代值,c₂₁和c₂₂分别为社会学习因子的初始值和最终迭代值；

(5)根据系统的总数据速率R_sum，利用改进的粒子群算法，求解出每个用户的功率分配系数a_k；

(6)根据功率分配系数a_k给每个用户分配功率：

2.根据权利要求1所述的方法，其中(2)中计算出每个用户的直流信道增益h_k，公式如下：

其中，R_p为PD响应度，A为PD的有效接收面积，H为PD与LED的垂直距离，T_S为光滤波器增益，ψ_FOV为PD的视场角，r_k为第k个PD与LED的水平距离，ψ_k为第k个PD相对于轴线的入射角，m为朗伯模型发射阶数，计算公式为：为LED的半功率角；g(ψ_k)为光集中器增益，其公式为：

其中，n为光学集中器反射系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中(3)中计算出每个用户的数据速率R_k，公式如下：

其中，M为系统服务的用户数，B为信道带宽，ε为残留干扰因子，a_k为第k个用户的功率分配系数，ρ为发送信噪比，ρ＝P_elec/N₀B，N₀为噪声功率谱密度。