[发明专利]一种移动性可见光通信信道均衡方法

说明书

本发明公开了一种基于OFDM的可见光通信均衡方法，通过在MPSK/MQAM符号判决和OFDM信道均衡之间建立判决反馈链路，根据移动终端运动速度的大小，将之前接收到的OFDM码元中各子载波符号的判决结果及接收到的训练序列的判决结果以加权的方式反馈至当前OFDM码元的信道估计过程中，从而提高对时变可见光信道的估计精度和均衡效果，同时，当信道呈现周期性变化的特性时，将估计结果存储在数据库中，当接收机检测到这种周期性变化时，便直接调用数据库数据，从而简化信道估计过程。

技术领域

本发明属于可见光通信领域，尤其涉及移动性可见光通信系统的信道估计与均衡。

背景技术

可见光通信系统中出于照明考虑，通常含多个光源。各光源发射机同时发射的光信号通过直射的视距链路以及经由墙壁、地面等反射面反射的非视距链路到达接收机，由于到达信号分量时延不同，会产生严重的多径效应，降低了系统传输性能。OFDM技术因其抗多径效应强，频谱利用率高等优势，被广泛采用在可见光通信系统中。同时，OFDM采用单抽头频域均衡纠正信道失真，大大降低了接收机均衡器的复杂度。在传统的可见光信道均衡方案中，通常需要在实际的OFDM数据码元之前发送一段已知的OFDM训练序列，其频域可表示为XT(f)。该训练序列通过可见光信道后，所得到的输出信号可表示为YT(f)＝XT(f)·H(f)+N(f)，其中H(f)为待估计的可见光信道的频域传递函数，N(f)为噪声的频域表示。通过H(f)≈YT(f)/XT(f)，我们可近似估算出可见光信道在OFDM各子载波频点的频域传递函数，并一直以此H(f)为参考，采用迫零算法对后续所有的OFDM数据码元进行均衡。然而，在传统方案中，并没有考虑可见光通信接收机终端的移动性。当接收机移动时，可见光信道实际是在一直不断变化的。此时如果采用接收机在收到训练序列时所估计出来的可见光信道来均衡后续所有的OFDM数据码元，则会因为接收机已离开原有位置而产生估计误差。故对于时变的可见光信道，仅依赖于起始位置的训练序列并不能反映出接收机当前所处位置的真实信道状况，这会大大降低信道均衡的效果，影响系统传输质量，而且，OFDM信号码元长度长，信道极易产生变化，所以相比于单载波系统更需要进行信道的实时跟踪。鉴于此，本专利通过加权的形式将训练序列的判决结果与后续码元的判决结果相结合，提出了移动性可见光通信信道均衡方法。

发明内容

发明目的：本发明提供一种移动性可见光通信信道均衡方法，基于判决反馈和加权形式进行信道估计，该方法可以有效跟踪移动性可见光通信系统中时变的信道，从而获得更为准确的估计结果和均衡效果。同时，当信道呈现周期性变化的特性，且移动接收机匀速运动时，可以将估计结果存入数据库，当接收机再次以相同速度匀速通过该信道时，可直接调用数据库的结果，简化估计过程。

技术方案：本发明的一种移动性可见光通信信道均衡方法位于可见光通信系统的接收机终端，且通过数字信号处理来实现。所述可见光通信系统传输OFDM信号；所述接收机终端，是移动终端，具有移动速度，且具备接收光信号强度的能力；由于所述接收机终端的移动性，所述可见光通信系统经历的信道是时变信道。

本发明的一种移动性可见光通信信道均衡方法，包含以下四个步骤：

步骤一：将M个训练序列通过OFDM解调模块后的值R_TS(k)、接收到的L个OFDM码元的各子载波符号R_i(k)输入至OFDM信道估计模块，MPSK/MQAM符号判决模块输出判决估计值反馈至OFDM信道估计模块，同时输出到后续MPSK/MQAM符号解映射模块，仅利用M个训练序列得到第j个OFDM码元第k个子载波信道的频率传递函数H_TSj(k)，仅利用之前接收到的L个OFDM码元的各子载波符号以及MPSK/MQAM符号判决模块输出判决估计值进行估计的信道估计值记为H_i(k)，两者加权后的信道估计值H’_i(k)作为所述OFDM信道均衡模块的输入；

步骤二：将OFDM信道均衡模块的输出值输入至MPSK/MQAM符号判决模块；