基于有限字母输入正交频分复用可见光与射频聚合系统的最优谱效研究马帅*①②③鲁姗妹①何凌燕①盛海鸿①曹世昱①方啸①王洪梅①李世银①①(中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116)②(东南大学移动通信国家重点实验室南京210096)③(西安邮电大学陕西省信息通信网络及安全重点实验室西安710121)摘要：迄今为止，基于有限字母输入的正交频分复用(OFDM)可见光(VLC)和射频(RF)聚合系统的信息理论界仍然是未知的。基于这种情况，该文推导出OFDMVLC-RF聚合系统的无闭式形式的可达速率及其下界闭式表达式，并且研究了满足平均光功率和总电功率约束的基于可达速率及其下界的频谱效率(SE)最大化问题。该文利用互信息与最小均方误差(MMSE)之间的关系对速率偏导数进行了处理，提出双重注水算法解决谱效最大化问题。由于谱效的非闭式形式导致双重注水方案计算复杂度高，该文进一步研究具有闭式形式的谱效最大化问题，并使用内点法解决。仿真结果表明聚合系统相比于单个链路在通信性能上的优越性，以及基于可达速率下界的频谱效率可以作为基于可达速率的频谱效率的一个很好的低复杂度近似。关键词：可见光射频聚合系统；正交频分复用；频谱效率中图分类号：TN929文献标识码：A文章编号：1009-5896(2023)06-2034-11DOI:10.11999/JEIT220521ResearchonOptimalSpectralEfficiencyofOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexingVisibleLightCommunication-RadioFrequencyAggregationSystemBasedonFiniteAlphabetInputsMAShuai①②③LUShanmei①HELingyan①SHENGHaihong①CAOShiyu①FANGXiao①WANGHongmei①LIShiyin①①(SchoolofInformationandControlEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221116,China)②(NationalMobileCommunicationsResearchLaboratory,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)③(ShaanxiProvinceInformationandCommunicationsNetworkandSecurityLaboratory,Xi’anUniversityofPostsandTelecommunications,Xi’an710121,China)Abstract:Sofar,theinformationtheoryofOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFDM)VisibleLightCommunication(VLC)andRadioFrequency(RF)aggregationsystemsbasedonfinitealphabetinputsisstillunknown.Basedonthissituation,theachievablerateofunclosedexpressionandthelowerboundwithclosedexpressionofOFDMVLC-RFaggregationsystemarederived,andthemaximizationofSpectralEfficiency(SE...
