基于亚模函数的可见光通信MIMO-OFDM系统天线选择算法

来源：电讯技术杂志2025年第3期北京时间：

作者：贾科军,贺耀民,张芳芳,蔺莹,薛建彬,郝莉

单位：(1.兰州理工大学 计算机与通信学院，兰州 730050;2.西南交通大学 信息科学与技术学院，成都 610031)

摘要：在可见光通信多输入多输出系统中，针对天线选择理论建模不足和穷举算法复杂度过高的问题，提出了基于亚模函数的天线选择方案。首先，以下行链路的信道容量最大化为目标，建立了基于亚模函数的天线选择理论优化模型，并证明了目标函数满足的单调亚模性。其次，根据亚模函数的收益递减效应，设计了基于容量最大化的天线选择算法。最后，仿真分析了非对称限幅光正交频分复用（Asymmetrically Clipped Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing，ACO-OFDM）和直流偏置光OFDM（DC-biased Optical OFDM，DCO-OFDM）系统的信道容量和误码率性能。在6选4的情况下，当信噪比为30 dB时，所提算法与穷举最优算法的信道容量差异仅为0.51 b/s/Hz和1.2 b/s/Hz，复杂度则降低了约46.3%。另外，随着选择天线数的增多和调制阶数的增大，系统的误码率性能逐渐变差。

关键词：可见光通信(VLC)；多输入多输出(MIMO)；天线选择；亚模函数；收益递减效应；

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61875080)；甘肃省科技计划项目(22JR5RA276，22JR5RA274，23YFGA0062，2022A-215)；兰州理工大学博士科研启动经费项目(061903)