[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

说明书

技术领域

本发明属于噪声或干扰的抑制领域，涉及室外可见光无线通信系统，尤其涉及LED 交通灯可见光无线通信的接收机以及该接收机的抗衰落接收方法和该接收机的应用。

背景技术

近年来，被誉为“绿色照明”的半导体(LED)照明技术发展迅猛。由于LED交通灯 节省能源、可靠性好及在日间及恶劣天气条件下可见度高等多种益处。用LED制作交通 信号灯已成趋势。利用LED响应灵敏度高、调制性能好的突出优点可以实现LED交通灯 可见光无线通信系统。目前，作为室外可见光通信系统的接收机采用的是直接探测接收的 方式，利用光学镜头接收到可见光波长范围内的光功率，并对光信号进行光电转换、放大 和滤波等预处理，最终还原成原始发送信号。这种可见光的直接接收方式具体是采用单个 光学镜头直接进行光传输和接收，对已调制的可见光信号脉冲进行探测接收后，解调得出 所传输的数字信号。其主要构成分为三个部分：一是光学部分，用于光滤波和聚焦；二是 光电探测部分，用于将接收到的光信号转换成电信号，并通过前置放大电路进行放大；三 是数字信号处理部分，对电信号进行判决和解调等处理。这种直接探测方式的接收机存在 的不足之处是：

1、由于受光辐射传输和室外背景光噪声干扰的影响，接收到的光信号起伏变化较大 且衰落大，对噪声的抑制能力差，影响信号通信质量和传输距离等。

2、光探测滤波后信号误码率高，限制了通信距离。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种能提高通信质量的LED交通灯 可见光无线通信接收机的接收方法。

本发明的另一个目的是提供一种能可靠通信的LED交通灯可见光无线通信接收机的 实际应用方法，可扩大通信距离。

本发明LED交通灯可见光无线通信接收机的接收方法采用的技术方案是：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、 光检测器、信号放大模块、均衡和判决模块和分集合并算法模块组成，LED交通灯加载的 码元信号光束发射连接光学接收系统，光学接收系统的输出依次接光检测器和信号放大模 块，信号放大模块的输出连接均衡和判决模块以及分集合并算法模块；所述光学接收系统 由叠装的滤波镜片和聚焦镜片组成且聚焦镜片设置在滤波镜片与光检测器之间并使聚焦 镜片的视角ψ为最大值，所述滤波镜片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和红光滤波镜片组成；光学接收系统采用绿光滤波 镜片和红光滤波镜片将LED交通灯发出的可见光聚焦到光检测器，使绿光滤波镜片通过 509-548nm波长光，红光滤波镜片通过570-631nm波长光；通过光检测器和信号放大模块 将接收到的光信号转换成电信号，以均衡和判决模块恢复为原码元信号；将恢复的码元信 号通过分集合并算法模块进行分集合并后输出；特征是所述LED交通灯以时间间隔重复 发送光信号，重复次数为奇数，将光检测器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及均衡和判决模块后输入到分集合并算法模块；所述分集合并 算法模块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。