引用本文:
阮巍,杜志华,陈谱望,等. 可见光通信的光角度选择性合并分集接收系统研究[J]. 光通信技术,2020,44(1):44-48.
阮 巍,杜志华,陈谱望,王德戌,郝宏刚*
(重庆邮电大学 光电工程学院,重庆400065)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:针对可见光通信系统中由多径效应引起的信道衰落和接收端被遮挡造成的通信中断问题,采用分集接收技术作为解决方案来提高通信质量。考虑到接收机复杂度和系统实现的性能代价比,首先引入了处理相对简单但又具备分集优势的选择性合并方式,其次通过对选择合并方式的支路数目分析,设计了4路选通电路作为分集接收的信号处理电路,最后完成了电路仿真和实物测试。测试结果表明:与未加分集电路接收装置的接收系统相比,采用分集接收技术后信噪比(SNR)提高了10 dB。
关键词:可见光通信;分集接收技术;信噪比
中图分类号:TN929.12 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2020)01-0044-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.01.011
0 引言
室内可见光通信系统主要由信号调制编码、光源发射、传输和接收系统等部分组成。其中,接收系统作为室内可见光通信系统的重要环节,其性能在很大程度上决定了整个系统的优劣[1]。由于多径效应引起的码间干扰[2]和信道衰落对通信系统的影响较大,并且室内人员的走动可能会引起通信系统中断,导致通信系统稳定性能差[3,4],信号质量下降。因此,减轻信道衰落影响,提升可见光通信系统性能成为未来研究的重点方向。
目前,分集接收技术[5]是解决这一问题的主要技术,通过对系统接收到的多路信号进行合并处理来减弱衰落,常用的合并方式有选择式合并[6]、最大比值合并[7,8]和等增益合并[9]。文献[7]基于多输入输出(MIMO)技术和分集接收技术搭建了发光二极管(LED)系统,采用最大比值合并的分集接收方法,分析了灯间距、半角功率的选择对可见光通信系统的误码率的影响。文献[9]针对自由空间光通信系统任意分集复合衰落信道和指向性误差对接收性能产生影响的问题,采用等增益合并方式的分集接收技术进行了分析研究和评估。但大多文献在对可见光通信系统的分集接收方案上并没有考虑接收端的复杂度。其中,最大比值合并方式的分集接收复杂度最高;等增益合并方式的复杂度相对较低,但会把被中断信号内的杂光与未被中断的信号直接合并,降低输出信号的信噪比(SNR)。因此,设计出符合性能要求并且花费较低的分集接收系统是可见光通信技术得以广泛应用的关键。本文采用选择合并方式对接收的信号进行处理,既可以避免信道中断,又能防止SNR下降,电路结构简单。
3 结束语
在可见光通信中,针对由多径效应引起的信道衰落以及接收端被遮挡引起的通信中断问题,本文采用了分集接收技术来提高通信质量。从系统实现的性能代价比角度考虑,引入了处理相对简单但又具备分集优势的选择性合并方式。通过对选择合并方式支路数目的分析,确定了4重分集数,设计了4路选通电路作为分集接收信号处理电路,并完成了电路仿真和实物测试。测试结果表明:采用分集接收技术后,与未加分集电路接收装置的接收系统相比,前者SNR提高了10dB,有效抑制了由多径效应引起的信道衰落以及接收端被遮挡而导致通信中断的现象。