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Design and Performance Evaluation of Multi-cell Multi-user Visible Light Communications

Research Project

Project/Area Number 18J14290
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Communication/Network engineering
Research InstitutionThe University of Aizu

Principal Investigator

PHAM Van Thanh  会津大学, コンピュータ理工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords可視光通信 / 物理層セキュリティ / 人工雑音 / プリコーディング / 複数セル複数ユーザー
Outline of Annual Research Achievements

二年目はマルチユーザーVLCシステムの物理層セキュリティの研究に焦点を当てた。特に、エネルギー効率の観点から人工雑音支援プリコーディングの設計を目指した。このシステムでは、正当な送信者(LED送信機)はEvesの存在下でBobに機密メッセージを送信しようとする。そうするために、Bobの意図したデータに加えて、送信者はプリコーディングされた人工ノイズ信号を送信する。送信者でのEvesのチャネル状態情報(Channel state information - CSI)の可用性に応じて, 人工ノイズを構築する方法は一般に二つある。
1.CSI不明の場合: 送信者がEvesのCSIを知らない場合、人工ノイズはBobのチャネルの零空間の上に位置するように設計されている。そうすることによって、人工ノイズはBobのチャネルに干渉しないが、Evesのチャネルを低下させる可能性がある。デザイン目的はBobの信号対干渉及雑音比(SINR)が特定の閾値を超えることを保証しながら総送信電力を最小化することである。
2.CSI既知の場合: 送信者がEveのCSIを知る場合、人工ノイズの設計方法はEvesのSINRを考慮に入れている。具体的に、上記のBobのSINR要件に加えて、EvesのSINRは特定のしきい値を超えないように制限されている。ただし、この場合の設計問題は凸ではないため、正確な解決策を見つけることは困難である。したがって、私たちの目的は準最適だが複雑性の低いソリューションを見つけることである。
上記の人工ノイズのデザインはBob及/又はEvesのCSIが送信者で完全に知られているという仮定に基づいて
いる。実際には、CSI推定エラーのためこの仮定は一般に現実的ではない。その結果、完璧なCSIを備えた設計に加えて、BobとEvesのCSIの不確実性を考慮に入れてロバスト設計を研究している。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Design and Performance Evaluation of Large-Scale VLC-Based Indoor Positioning Systems Under Impact of Receiver Orientation2020

    • Author(s)
      Duc H. Mai, Hoang D. Le, Thanh V. Pham, and Anh T. Pham
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 8 Pages: 61891-61904

    • DOI

      10.1109/access.2020.2984027

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Coordination/Cooperation Strategies and Optimal Zero-Forcing Precoding Design for Multi-User Multi-Cell VLC Networks2019

    • Author(s)
      Thanh V. Pham、Anh T. Pham
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Communications

      Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 4240-4251

    • DOI

      10.1109/tcomm.2019.2900675

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Artificial-Noise-Aided Precoding Design for Multi-User Visible Light Communication Channels2019

    • Author(s)
      Thanh V. Pham、Takafumi Hayashi、Anh T. Pham
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 7 Pages: 3767-3777

    • DOI

      10.1109/access.2018.2889119

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Average Achievable Rate of Spatial Diversity MIMO-FSO Over Correlated Gamma?Gamma Fading Channels2018

    • Author(s)
      Thanh V. Pham、Truong C. Thang、Anh T. Pham
    • Journal Title

      Journal of Optical Communications and Networking

      Volume: 10 Issue: 8 Pages: 662-662

    • DOI

      10.1364/jocn.10.000662

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Energy Efficient Artificial Noise-Aided Precoding Design for Visible Light Communication Systems2020

    • Author(s)
      Thanh V. Pham
    • Organizer
      International Conference on Computing, Networking and Communications
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Artificial-Noise-Aided Precoding Design for Multi-User Visible Light Communication Channels2018

    • Author(s)
      Thanh V. Pham
    • Organizer
      IEEE International Conference on Communications
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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