信号检测方法、装置及可见光通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种信号检测方法、装置及可见光通 信系统。
【背景技术】
[0002] 作为无线通信的一种新兴方式，可见光通信(Visible Light Communication， VLC)因其绿色环保的频谱资源、可控的通信范围、高速的传输速度等优点而迅速发展。
[0003] 可见光通信系统包括光信号发射部分和光信号接收部分，其中，光信号发射部分 将电信号进行调制后载频到发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)灯具上，通过LED灯 具发出的可见光进行信号发送，光信号接收部分通过光子探测器（如单光子雪崩二极管 (Single Photon Avalanche Diode，SPAD))将接收到的光信号转换为电信号，然后对转换 得到的电信号基于预置星座进行检测得到有用电信号。而由于光子探测器的观测对象为光 子，因此，光子探测器转换得到的电信号引入了粒子的随机性，使得电信号的传输通道变为 泊松信道，也就是说光子探测器输出的电信号服从泊松分布，导致信号检测的复杂度随信 号的调制阶数呈指数增长。
[0004] 因此，如何降低可见光通信过程中信号检测的复杂度成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种信号检测方法、装置及可见光通信系统，以降低可见光 通信过程中信号检测的复杂度。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[0007] -种信号检测方法，应用于具有光子探测器的可见光通信系统，所述方法包括：
[0008] 对所述光子探测器输出的第一电信号进行第一变换，得到服从高斯分布的第二电 信号；
[0009] 基于预先根据第二星座确定的判决门限序列对所述第二电信号进行检测，得到有 用电信号；
[0010]所述第二星座通过对与所述第一电信号对应的第一星座进行所述第一变换得到， 所述第二星座中的星座点等间隔分布。
[0011]上述方法，优选的，所述对所述光子探测器输出的第一电信号进行第一变换，得到 服从高斯分布的第二电信号包括：
[0012] 对所述光子探测器输出的第一电信号进行Anscombe变换，得到服从高斯分布的第 二电信号。
[0013] 上述方法，优选的，所述对所述光子探测器输出的第一电信号进行Anscombe变换 包括：
[0014] 基于第一公式对所述第一电信号进行Anscombe变换，所述第一公式为：
[0015]
[0016] 其中，z (k)表不第一电信号中的第k个符号；3/8为加载在所述光子探测器输出端 的直流偏置电压值;z'（k)表示对第一电信号中的第k个符号进行Anscombe变换后的结果。
[0017] 上述方法，优选的，所述基于预先根据第二星座确定的判决门限序列对所述第二 电信号进行检测，得到有用电信号包括：
[0018] 将所述第二电信号中的第一符号与所述判决门限序列中的判决门限进行比较，确 定所述第一符号所属的判决门限范围；所述第一符号为所述第二电信号中的任意一个符 号；
[0019] 确定与所述门限范围对应的星座点为与所述第一符号对应的有用电信号。
[0020] -种信号检测装置，应用于具有光子探测器的可见光通信系统，所述装置包括：
[0021] 转换模块，用于对所述光子探测器输出的第一电信号进行第一变换，得到服从高 斯分布的第二电信号；
[0022] 检测模块，用于基于预先根据第二星座确定的判决门限序列对所述第二电信号进 行检测，得到有用电信号；
[0023] 所述第二星座通过对与所述第一电信号对应的第一星座进行所述第一变换得到， 所述第二星座中的星座点等间隔分布。
[0024] 上述装置，优选的，所述转换模块包括：
[0025]第一转换单元，用于对所述光子探测器输出的第一电信号进行Anscombe变换，得 到服从高斯分布的第二电信号。
[0026] 上述装置，优选的，所述第一转换单元用于，基于第一公式对所述第一电信号进行 Anscombe变换，所述第一公式为：
[0027]
[0028] 其中，z (k)表不第一电信号中的第k个符号；3/8为加载在所述光子探测器输出端 的直流偏置电压值;z'（k)表示对第一电信号中的第k个符号进行Anscombe变换后的结果。
[0029] 上述装置，优选的，所述检测模块包括：
[0030] 第一确定单元，用于将所述第二电信号中的第一符号与所述判决门限序列中的判 决门限进行比较，确定所述第一符号所属的判决门限范围；所述第一符号为所述第二电信 号中的任意一个符号；
[0031] 第二确定单元，用于确定与所述门限范围对应的星座点为与所述第一符号对应的 有用电信号。
[0032] 上述装置，优选的，所述转换模块为FGPA转换模块，所述检测模块为FPGA检测模 块。
[0033] -种可见光通信系统，包括光信号发射部分和光信号接收部分;所述光信号接收 部分包括：
[0034] 光子探测器和与所述光子探测器连接的信号检测装置，所述信号检测装置用于对 所述光子探测器输出的第一电信号进行第一变换，得到服从高斯分布的第二电信号;基于 预先根据第二星座确定的判决门限序列对所述第二电信号进行检测，得到有用电信号;所 述第二星座通过对与所述第一电信号对应的第一星座进行所述第一变换得到，所述第二星 座中的星座点等间隔分布。
[0035] 通过以上方案可知，本发明提供的一种信号检测方法、装置及可见光通信系统，预 先将与光子探测器输出的第一电信号对应的第一星座进行第一变换，得到星座点等间隔分 布的第二星座，基于第二星座确定判决门限序列，当接收到光子探测器输出的第一电信号 时，将第一电信号通过第一变换转换为服从高斯分布的第二电信号，然后基于预先确定的 判决门限序列对第二电信号进行检测，由于第二星座的星座点等间隔分布，具有规律性，因 此根据第二星座确定的判决门限序列也具有规律性，可以使用较为简单的检测算法基于判 决门限序列对第二电信号进行检测，从而降低可见光通信过程中信号检测的复杂度。
【附图说明】
[0036] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0037] 图1为本发明实施例提供的信号检测方法的一种实现流程；
[0038] 图2为本发明实施例提供的基于预先根据第二星座确定的判决门限序列对第二电 信号进行检测，得到有用电信号的一种实现流程图；
[0039] 图3为本发明实施例提供的信号检测装置的一种结构示意图；
[0040] 图4为本发明实施例提供的转换模块的一种结构示意图；
[0041] 图5为本发明实施例提供的检测模块的一种结构示意图。
[0042]说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第二"、"第三""第四"等(如果 存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描