[发明专利]一种蓝绿LED通信中分集接收的方法

说明书

本发明公开了一种蓝绿LED通信中分集接收的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、对发射信号进行空间分集，将发射信号分为k条信道发送；步骤2、对接收端信号进行分集接收，架设k路光学天线进行接收；步骤3、使用最大比合并方式确定信道加权系数，对信号进行叠加；步骤4、搭建合并电路，将多路信号合并输出，最后到达接收机。本发明解决了现有技术中存在的水下LED通信信道参数的不稳定性，多径衰落十分严重的问题。

技术领域

本发明属于无线激光通信技术领域，具体涉及一种蓝绿LED通信中分集接收的方法。

背景技术

可见光通信是最近兴起的一种无线通信技术，正受到越来越多来自全球科学家与海洋工程师们的瞩目。可见光通信的发现大大拓展了日益紧张的无线通信频谱。可见光通信技术利用LED灯可以高速调制的特性，用以设备终端之间进行高速通信。

而在光通信中，由于蓝绿光的波长位于水的透射窗口，水对蓝绿光的吸收系数小，使得蓝绿光通信可在水下传输相对较远的距离，且可获得较高的传输速率.当前水下可见光通信(VisibleLight Communication，VLC)主要分为激光通信和基于蓝绿光LED的可见光通信。激光通信功率大，可在水下传输较远的距离，但存在相干闪烁的问题，且实现通信需要精准对准，为实际操作、应用造成困难。基于蓝绿光LED的水下可见光通信使用非相干光，集聚照明与通信功能为一体，且无需严格对准，为“动态通信”的实现提供方案。由于信道参数的不稳定性,多径衰落十分严重。因此，如何改善LED通信系统的性能将是未来高速水下通信网络的研究核心之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种蓝绿LED通信中分集接收的方法，解决了现有技术中存在的水下LED通信信道参数的不稳定性，多径衰落十分严重的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种蓝绿LED通信中分集接收的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、对发射信号进行空间分集，将发射信号分为k条信道发送；

步骤2、对接收端信号进行分集接收，架设k路光学天线进行接收；

步骤3、使用最大比合并方式确定信道加权系数，对信号进行叠加；

步骤4、搭建合并电路，将多路信号合并输出，最后到达接收机。

本发明的特点还在于，

步骤1中将带有相同信息的光信号通过不同的光学天线发射，经过水下信道，分不同途径到达接收端，具体如下：

假设有k条信道传送信号，且每条信道具有相同的水下湍流分布特性，即动能耗散率为0.01，均方温度耗散率为10^-10，温度盐度贡献比为-4，并且各信道独立不相关。信源经过发射机将电信号转换为光信号送入天线，各天线设置在空间不同的垂直高度位置上，将带有相同信息的光信号用多个光学天线发射出去，经过上述k条水下信道传输到接收端进行接收。

步骤2具体如下：

在接收端空间不同的垂直高度设置多个光学接收天线，接收天线之间的距离大于0.6倍的光波长，通过水下信道独立传播的每个光信号由各自的光学天线接收耦合进相应的光纤里，光纤后接一个雪崩光电探测器APD，将光信号转换为电信号，然后进行统一处理，假设雪崩光电探测器APD在t时刻接收到的k个信号输入电压分别表示为r₁(t)、r₂(t)、......、r_k(t)，a_k为第k个信号的增益系数，则探测器的输出电压信号分别为：a₁r₁(t)、a₂r₂(t)、......、a_kr_k(t)。

步骤3具体如下：