[发明专利]LED交通灯可见光无线通信接收机、接收方法及应用方法

权利要求书

1.一种LED交通灯可见光无线通信接收机的接收方法，该接收方法采用LED交通灯 可见光无线通信接收机，所述LED交通灯可见光无线通信接收机由光学接收系统(3)、光 检测器(4)、信号放大模块(5)、均衡和判决模块(6)和分集合并算法模块(7)组成， LED交通灯(1)加载的码元信号光束发射连接光学接收系统(3)，光学接收系统(3)的 输出依次接光检测器(4)和信号放大模块(5)，信号放大模块(5)的输出连接均衡和判 决模块(6)以及分集合并算法模块(7)；所述光学接收系统(3)由叠装的滤波镜片(8) 和聚焦镜片(9)组成且聚焦镜片(9)设置在滤波镜片(8)与光检测器(4)之间并使聚 焦镜片(9)的视角ψ为最大值，所述滤波镜片(8)由在相同垂直倾角的地方水平放置 两个具有相同接收光的最大视角范围的绿光滤波镜片(11)和红光滤波镜片(10)组成；

光学接收系统(3)采用绿光滤波镜片(11)和红光滤波镜片(10)将LED交通灯(1) 发出的可见光聚焦到光检测器(4)，使绿光滤波镜片(11)通过509-548nm波长光，红光 滤波镜片(10)通过570-631nm波长光；通过光检测器(4)和信号放大模块(5)将接收 到的光信号转换成电信号，以均衡和判决模块(6)恢复为原码元信号；将恢复的码元信 号通过分集合并算法模块(7)进行分集合并后输出；

其特征是：所述LED交通灯(1)以时间间隔重复发送光信号，重复次数为奇数，将 光检测器(4)获得的该时间间隔的整数倍延时间隔的多路分集电流信号经信号放大模块 (5)及均衡和判决模块(6)后输入到分集合并算法模块(7)；所述分集合并算法模块(7) 先对所述多路分集电流信号进行二值化，再比较各支路的相对电平，最后选取所有支路中 信号相似性最多的支路数进行增益合并。

2.根据权利要求1所述的LED交通灯可见光无线通信接收机的接收方法，其特征是： 所述选取所有支路中信号相似性最多的支路数进行增益合并的步骤为：

A)将延时间隔分离出的各时间分集信号比特用向量(P_i)_l×1表示，再定义理想的分集 比特向量：“-1”组成的比特向量表示接收比特“0”，“+1”组成的比特向量表示接收比特 “1”，将这两个向量组成一个标准向量为W(1)后输出；

B)设置偏移值向量B，其中每个向量的输入个数为分集数l，则输出为输入的比特向 量P和每个标准向量W(1)的内积加偏移值向量B经线性转移函数变换后输出，内积在两 个向量指向同向时最大，指向反相时最小；

C)通过递归运算得出唯一不为0的输出向量，第i项的输出向量为前一次输出向量 A(i-1)与权值矩阵W(2)内积的正线性转移函数变换；其中：权值矩阵W(2)的对主角线元 素全设为1，其形式为W(2)=1-ϵ-ϵ1,]]>式中，ε取值为0＜ε＜1；

D)通过正线性转移函数迭代运算之后，最后一个不为0的元素对应的标准模式与输 入最为接近，停止迭代；其它相似度低的分支路信号受到抑制。

3.一种LED交通灯可见光无线通信接收机的应用方法，该应用方法采用LED交通灯可 见光无线通信接收机，所述LED交通灯可见光无线通信接收机由光学接收系统(3)、光检 测器(4)、信号放大模块(5)、均衡和判决模块(6)和分集合并算法模块(7)组成，LED 交通灯(1)加载的码元信号光束发射连接光学接收系统(3)，光学接收系统(3)的输出 依次接光检测器(4)和信号放大模块(5)，信号放大模块(5)的输出连接均衡和判决模 块(6)以及分集合并算法模块(7)；所述光学接收系统(3)由叠装的滤波镜片(8)和 聚焦镜片(9)组成且聚焦镜片(9)设置在滤波镜片(8)与光检测器(4)之间并使聚焦 镜片(9)的视角ψ为最大值，所述滤波镜片(8)由在相同垂直倾角的地方水平放置两个 具有相同接收光的最大视角范围的绿光滤波镜片(11)和红光滤波镜片(10)组成：

其特征是采用如下步骤：

A)将所述LED交通灯可见光无线通信接收机安装在汽车(12)顶部，使LED交通灯可 见光无线通信接收机的垂直倾角θ和最大视角ψ_c满足θ+ψ_c≤90°，使LED交通灯(1)的 视角ψ为15°-30°，发出的可见光聚焦到光检测器(4)；

B)码元信号调制加载到LED交通灯(1)发出的可见光通过光检测器(4)和信号放 大模块(5)将光信号转换成电信号，得到红光转换的信号电流或绿光转换的信号电流；

C)将红光转换的信号电流或绿光转换的信号电流以均衡和判决模块(6)恢复为原码 元信号；将恢复的码元信号通过分集合并算法模块(7)进行分集合并后输出。