聚合射频/可见光通信系统的节能资源分配

可见光通信（VLC）被视为未来无线通信网络的核心组成部分，原因包括其提供的巨大免许可带宽以及它不对现有射频（RF）通信系统造成任何干扰。大多数关于 RF 与 VLC 共存的研究集中于混合设计，其中向任何用户的数据传输可源自 RF 或 VLC 接入点（AP）。然而，混合 RF/VLC 系统未能利用 RF 与 VLC 系统的独特传输特性以充分获取它们可提供的益处。聚合 RF/VLC 系统，其中任何用户可同时被 RF 与 VLC AP 服务，近来已成为 RF 与 VLC 系统共存的一种更有前景且更稳健的设计。为此，本文首次研究 AP 分配、子信道分配（SA）与发射功率分配（PA），以在考虑干扰与 VLC 视距链路阻塞影响的同时优化聚合 RF/VLC 系统的能量效率（EE）。我们构建了一个新颖且具挑战性的 EE 优化问题，并为之开发了基于交替优化的高效联合求解方案。更具体地，提出了一种基于匹配理论的节能 AP 分配算法。随后，开发了一种根据用户信道条件分配子信道的低复杂度 SA 方案。最后，利用二次变换方法与多目标优化框架给出了一种有效的 PA 算法。大量仿真结果表明：1）所提出的联合 AP 分配、SA 与 PA 方案以低复杂度获得了显著的 EE、和速率与中断性能增益；2）相较于混合 RF/VLC 系统，聚合 RF/VLC 系统提供了可观的性能提升。