基于可见光通信的信号获取方法、装置及可见光通信系统的制作方法_3

文档序号:9435056阅读:来源:国知局
后500bit为数字信号0。则接收端接收到的任一目标预设序列中前500bit为信号与噪 声的幅度之和,后500bit为该支路的噪声幅度。对目标预设序列中前500bit数据进行求 平均,得到该支路的信号与噪声的幅度之和的平均值。
[0075] 接收端常用的光电转换器件有光电二极管(PIN)与光电倍增管(PMT),在一定的 光强范围内,这些器件接收到光信号的幅度与光功率成正比,即:
[0076]
[0077] 其中RV(A)为电压光谱响应率,对于特定波长,发光器件的电压光谱响应率是一 个定值,V(A)为接收到光信号的电压,P(A)为接收到光信号的光功率,故在一定光强单 位内,光电转换器件接收到光信号的幅度与光功率成正比,而正常照明与实验均在此光强 范围内。
[0078] 所以,在获得各支路的信号与噪声的幅度之和的平均值后,可以利用以下公式计 算任一支路r的信号与噪声的功率之和的平均值:
[0079]
[0080] 其中,S1^为任一条支路r的信号与噪声的功率之和的平均值,M1^为该支路r的信 号与噪声的幅度之和的平均值,Rv(A)为电压光谱响应率,对于确定的波长A,Rv(A)为常 数。
[0081] 对于后500bit的该支路r的噪声幅度,由于光通信用于室内通信,室内光噪声幅 度服从正态分布,所以噪声幅值的方差即为噪声功率。因此,可以对接收到目标预设序列的 后500bit进行计算,得到幅度方差Dy也就是噪声功率。
[0082] 首先可以计算后500bit的平均值Tr:
[0083]
[0084] 然后根据该噪声的幅值的平均值I;,计算该支路r的噪声功率:
[0085]
[0086] 得到支路r的信号与噪声的功率之和的平均值&,以及该支路r的噪声功率队后, 可以以下公式计算该支路r的信噪比:
[0087]
[0088] 其他支路使用相同的方法,依次得到所有支路的信噪比为SNRpSNR2、SNR3…… SNRn。进而可以依据该比值实现各种分集接收合并方式。
[0089] 步骤103,根据所计算得到的各条支路的信噪比,对多个初始信号中的目标伪随机 序列进行合并处理,得到源伪随机序列所对应的接收端待利用信号。
[0090] 得到各条支路的信噪比后,接收端可以对多个初始信号中的目标伪随机序列进行 合并处理,得到源伪随机序列所对应的接收端待利用信号。
[0091] 具体地,可以根据所计算得到的各条支路的信噪比,计算各条支路的信噪比比值, 之后将每条支路的信噪比比值确定为相应各支路的权值,然后根据各支路的权值,利用预 设合并方式合并从每条支路接收到的初始信号中的目标伪随机序列,得到源伪随机序列所 对应的接收端待利用信号。例如,可以采用现有的任一种合并方式将每个初始信号中的目 标伪随机序列进行合并,如,等增益合并、最大比合并和选择式合并等。
[0092] 本实施例提供的基于可见光通信的信号获取方法,可以通过在发送端发送的每一 帧数据中均加入预设序列,接收端在收到经各条支路传输的信号后,可以根据信号中的预 设序列计算得到各条支路的实时信噪比比值,进一步根据各条支路的实时信噪比比值对接 收到的各条支路的信号进行合并处理,便捷准确地得到最终接收到的信号,能够改善可见 光通信系统的传输性能。
[0093] 请参考图2,其示出了根据本发明提供的基于可见光通信的信号获取方法的另一 个实施例的流程图。
[0094] 如图2所示,本实施例提供的基于可见光通信的信号获取方法,应用于接收端,可 以包括以下步骤:
[0095]步骤201,接收多个初始信号。
[0096] 本实施例中的步骤201与前述图1所对应实施例中的步骤101基本相同,在此不 再赘述。
[0097] 步骤202,对每个初始信号均进行滑动均值滤波处理,以滤除每个初始信号中的高 频噪声。
[0098] 在本实施例中,接收端接收到多个初始信号后,可以首先对每个初始信号均进行 滑动均值滤波处理。具体地,可以通过存储各初始信号采集的结果,计算各采样点的平均 值,然后利用数字信号处理的手段对各初始信号进行处理,以滤除每个初始信号中的高频 噪声。
[0099] 步骤203,根据每个初始信号中的目标预设序列,计算相应的每条支路的信噪比。
[0100] 步骤204,根据所计算得到的各条支路的信噪比,对多个初始信号中的目标伪随机 序列进行合并处理,得到源伪随机序列所对应的接收端待利用信号。
[0101] 本实施例中的步骤203-204与前述图1所对应实施例中的步骤102-103基本相 同,在此不再赘述。
[0102] 本实施例提供的基于可见光通信的信号获取方法,接收端在接收到多个初始信号 后,可以首先对各初始信号进行滑动均值滤波处理,从而滤除每个初始信号中的高频噪声, 能够提高接收到的信号的准确性,改善可见光通信系统的传输性能。
[0103] 请参考图3,其示出了根据本申请提供的基于可见光通信的信号获取装置的一个 实施例的结构示意图。
[0104] 如图3所示,本实施例提供的基于可见光通信的信号获取装置可以包括:接收模 块310、计算模块320以及执行模块330。
[0105] 接收模块310用于接收多个初始信号,其中,多个初始信号是发送端产生的源可 见光信号经过信道传输后,由不同支路接收所形成的,源可见光信号至少包括:源预设序列 和承载数据的源伪随机序列,每个初始信号均至少包括:目标预设序列和承载数据的目标 伪随机序列,目标预设序列与源预设序列对应,目标伪随机序列与源伪随机序列对应;
[0106] 计算模块320用于根据每个初始信号中的目标预设序列,计算相应的每条支路的 信噪比;
[0107] 执行模块330用于根据所计算得到的各条支路的信噪比,对多个初始信号中的目 标伪随机序列进行合并处理,得到源伪随机序列所对应的接收端待利用信号。
[0108] 在本实施例的一个可选实现方式中,目标预设序列包括:第一序列和第二序列,第 一序列对应源预设序列的数字信号1部分,第二序列对应源预设序列的数字信号0部分;
[0109] 计算模块320具体用于:
[0110] 根据各支路接收到的初始信号中的第一序列,计算相应各支路的信号与噪声的功 率之和的平均值;
[0111] 根据各支路接收到的初始信号中的第二序列,计算相应各支路的噪声功率;
[0112] 根据各支路的信号与噪声的功率之和的平均值,以及相应各支路的噪声功率,计 算各支路的信噪比。
[0113] 在本实施例的另一个可选实现方式中,本实施例提供的基于可见光通信的信号获 取装置还包括:
[0114] 均值滤波处理模块,用于对每个初始信号均进行滑动均值滤波处理,以滤除每个 初始信号中的高频噪声。
[0115] 本实施例提供的基于可见光通信的信号获取装置,可以通过在发送端发送的每一 帧数据中均加入预设序列,接收端在收到经各条支路传输的信号后,可以首先对各初始信 号进行滑动均值滤波处理,从而滤除每个初始信号中的高频噪声,然后根据信号中的预设 序列计算得到各条支路的实时信噪比,进一步根据各条支路的实时信噪比对接收到的各条 支路的信号进行合并处理,便捷准确地得到最终接收到的信号,能够改善可见光通信系统 的传输性能。
[0116] 请参考图4,其示出了根据本申请提供的可见光通信系统的一个实施例的结构示 意图。
[0117] 如图4所示,本实施例提供的可见光通信系统可以包括:发送端410和接收端 420 〇
[0118] 发送端410用于产生源伪随机序列,将生成的源伪随机序列与源预设序列合并生 成源可见光信号;发送源可见光信号;
[0119] 接收端420用于接收多个初始信号,其中,多个初始信号是发送端产生的源可见 光信号经过信道传输后,由不同支路接收所形成的,源可见光信号至少包括:源预设序列和 承载数据的源伪随机序列,每个初始信号均至少包括:目标预设序列和承载数据的目标伪 随机序列,目标预设序列与源预设序列对应,目标伪随机序列与源伪随机序列对应;根据每 个初始信号中的目标预设序列,计算相应的每条支路的信噪比;根据所计算得到的各条支 路的信噪比,对多个初始信号中的目标伪随机序列进行合并处理,得到源伪随机序列所对 应的接收端待利用信号。
[0120] 本实施例提供的可见光通信系统,可以通过在发送端发送的每一帧数据中均加入 预设序列,接收端在收到经各条支
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