05ビット/s/hz帯域制限の水中VLCのための細粒の適応OFDM変調

このホワイトペーパーでは、0.5ビット/s/Hz細粒型適応型直交周波数分割多重化（OFDM）変調スキームを提案して実証します。特に、整数スペクトル効率は、直交振幅変調（QAM）星座を備えた従来のOFDMによって得られますが、2つの新たに提案された2つのデュアルフレームOFDM設計によって分数スペクトル効率が得られます。より具体的には、デュアルフレームバイナリ位相シフトキーイング（DF-BPSK）を使用したOFDMは、0.5ビット/s/Hzのスペクトル効率を達成するように設計されていますが、デュアルフレームデュアルモードインデックス変調（DF-DMIM）のOFDMは0.5+nビット/s/hzのスペクトル効率を実現するように設計されており、nは正の整数です（すなわち、n = 1、2、…）。提案された0.5ビット/S/Hzの微細粒子適応型OFDM変調スキームの実現可能性と優位性は、シミュレーションと概念実証実験によって成功裏に検証されています。実験結果は、18.6 Mbpsの有意な達成可能なレートゲインを、従来の1ビット/S/S/Hz粒度OfDMスキームと比較して、提案された0.5ビット/S/Hzの細粒適応OFDM変調によって達成できることを示しています。22.1％のレート改善に。

In this paper, we propose and demonstrate a 0.5-bit/s/Hz fine-grained adaptive orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation scheme for bandlimited underwater visible light communication (UVLC) systems. Particularly, integer spectral efficiency is obtained by conventional OFDM with quadrature amplitude modulation (QAM) constellations, while fractional spectral efficiency is obtained by two newly proposed dual-frame OFDM designs. More specifically, OFDM with dual-frame binary phase-shift keying (DF-BPSK) is designed to achieve a spectral efficiency of 0.5 bit/s/Hz, while OFDM with dual-frame dual-mode index modulation (DF-DMIM) is designed to realize the spectral efficiencies of 0.5+n bits/s/Hz with n being a positive integer (i.e., n = 1, 2, …). The feasibility and superiority of the proposed 0.5-bit/s/Hz fine-grained adaptive OFDM modulation scheme in bandlimited UVLC systems are successfully verified by simulations and proof-of-concept experiments. Experimental results demonstrate that a significant achievable rate gain of 18.6 Mbps can be achieved by the proposed 0.5-bit/s/Hz fine-grained adaptive OFDM modulation in comparison to the traditional 1-bit/s/Hz granularity adaptive OFDM scheme, which corresponds to a rate improvement of 22.1%.