引用本文:

秦岭,宋科宁,李宝山,等:基于室外可见光通信系统检测算法[J]. 光通信技术,2019,43(2):9-13.

基于室外可见光通信系统检测算法

秦 岭,宋科宁,李宝山,杜永兴*

(内蒙古科技大学 信息工程学院, 内蒙古 包头 014010)

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摘要:针对传统室外可见光通信系统中盲似然检测算法存在的问题,提出了一种改进的盲似然检测算法,即通过在发射端设置脉冲位置调制(PPM)帧头,接收端按帧检测分组和约束搜索。分析比较了实际室外环境下固定阈值检测、均值检测、传统盲似然检测和改进盲似然检测算法的系统误码性能。仿真结果表明:该算法有效地解决了平板问题,降低了复杂度。当湍流强度、背景光强度、传输距离和发光强度改变时,与其它检测算法相比,改进的盲似然算法的准确度更高,更适合应用于室外可见光通信。

关键词:可见光通信;盲似然检测;脉冲位置调制;大气湍流

中图分类号:TN929.1 文献标志码:文章编号:1002-5561(2019)02-0009-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.02.002

0 引言
       可见光通信具有保密性高、传输速率高和环保节能等优点,被广泛应用到各个领域。目前室外可见光通信主要应用在智能交通中[1-3]。但是,室外可见光通信容易受到大气湍流和背景光的影响,导致接收端接收到的信号忽高忽低,很难准确检测信号。室外可见光通信系统应用较广泛的检测算法包括最大似然检测、均值检测等,其中最常用的算法是盲似然检测算法[4,5]。盲似然检测准确度较高,但容易出现平板问题、复杂度高且实用性较差。Sun Z.G等人提出添加非零导频位来解决平板问题,但是降低了带宽利用率[6]。Zhu Y等人首次提出分块编码方案来解决唯一标识问题和误码平板问题,但是计算量明显增加[7]。Dabiri M.T等人提出了一种基于测试序列的广义的似然比检测算法,减少了最大似然序列检测的似然比,但是对于长序列,计算量同样很大[8]。Sadough S等人提出了分块检测的盲似然检测算法,该算法结构简单,虽然降低了复杂度,但是由于脉冲位置调制(PPM)的脉冲个数少,在分块长度较短时依旧会出现空窗现象,导致误码率升高[9]。
        针对当前已有检测算法用于PPM的室外可见光通信系统存在的问题,本文提出一种改进的盲似然检测算法。

5 结束语
        针对传统室外可见光通信中盲似然检测算法存在的问题,本文提出了一种改进的盲似然检测算法。该算法通过设置帧头和按帧检测分组,解决了平板问题。约束搜索滤掉了边缘噪声,减少了计算量,提高了检测准确度。该算法对信道统计特性的依赖性大大降低,能够在复杂的环境中准确恢复信号,提高系统性能。仿真结果表明:改进的盲似然检测算法的系统误码率明显下降,复杂度明显降低,稳定性大大提高,并且在不同的室外环境中,相较于其它3种检测算法,改进的盲似然检测算法对大气湍流和背景光的抑制效果最好,更适合应用到室外可见光通信系统,进而使得系统在保持高速率传输的同时提高了通信质量,为加速室外可见光通信实用化的进程奠定了坚实的基础。但是,当湍流足够强时,信道衰减变化的幅度范围更大,在较低的信噪比下,该算法不能准确得到发送的脉冲数,对强湍流的抑制作用不明显。