[发明专利]MIMO可见光通信系统的信号处理方法

权利要求书

1.一种MIMO可见光通信系统的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

对于MIMO信道建模，并获得系统的信道矩阵H，矩阵元素h_ji表示第i个LED经过信道后到达第j个PD的信道增益；

选择信号合并个数：通过设置阈值δ，当矩阵元素h_ji＞δ时，认为第i个LED发出的信号有效到达第j个PD，否则视为干扰；判断出n_i个有效接收到信号的PD，即选择这n_i个PD的信号进行后续合并处理；

合并接收信号：对于每一路LED发出的信号，将多个PD接收到的信号进行合并，其权重与信道增益成正比；合并后的信号表示为原始接收信号前乘权重；以及，

在对于MIMO信道建模，并获得系统的信道矩阵H，矩阵元素h_ji表示第i个LED经过信道后到达第j个PD的信道增益的情况下，原始接收到的信号表示为：

其中，x为N_t维发射信号向量，N_t表示发射端LED总个数，为大于等于2的整数；y为N_r维接收信号向量，N_r表示接收端PD总个数，为大于等于2的整数；h_i是信道矩阵H的第i列向量；x_i是向量x的第i个元素；z是噪声向量；

所述权重表示为：

其中，即为信道矩阵的列向量h_i中选择出的前n_i个元素；该权重向量有n_i个非零元素，表示合并了n_i路信号;

采用串行干扰消除方式，将所有合并后的信号减去信号间的干扰从而解调出原始信号，其中，所述串行干扰消除的操作流程如下：

接收端每次检测一路信号，并提供一个信号源的估计，这些估计用于再次生成接收到的信号，即干扰；

从原始接收信号中减去重新生成的信号后得到差值，作为下一级的输入；

所述串行干扰消除的操作会被重复进行，直至干扰消除完毕；

接收到的信号全部处理后，计算信噪比与信道容量。

2.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，所述选择信号合并个数能够替换为通过预先指定合并信号的个数n_i，则对于信道矩阵H的第i个列向量h_i，选择其中前n_i个最大元素对应的PD进行信号合并。

3.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，选择在解码前首先对所有信号按照功率大小排序，优先解调功率最大的信号，减小误码率。

4.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，第j路接收信号的信噪比的计算公式如下：

其中，P_sj表示第j路信号的功率，P_Ij表示其它信号对第j路信号造成的干扰总功率，P_N表示系统噪声功率；W_j是权重矩阵的第j行向量；h_j是信道矩阵H的第j列向量；z是噪声向量。

5.根据权利要求4所述的信号处理方法，其特征在于，第j路接收信号的信道容量的计算公式如下：

C_j＝log(1+SINR_j)。