[發明專利]MIMO可見光通信系統的信號處理方法

有效

• 申請號: 202011426234.4
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112543057B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 魏佳琦;龔晨;李上賓;徐正元
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/50;H04B10/516
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王江選

1.一種MIMO可見光通信系統的信號處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

對于MIMO信道建模，并獲得系統的信道矩陣H，矩陣元素h_ji表示第i個LED經過信道后到達第j個PD的信道增益；

選擇信號合并個數：通過設置閾值δ，當矩陣元素h_ji＞δ時，認為第i個LED發出的信號有效到達第j個PD，否則視為干擾；判斷出n_i個有效接收到信號的PD，即選擇這n_i個PD的信號進行后續合并處理；

合并接收信號：對于每一路LED發出的信號，將多個PD接收到的信號進行合并，其權重與信道增益成正比；合并后的信號表示為原始接收信號前乘權重；以及，

在對于MIMO信道建模，并獲得系統的信道矩陣H，矩陣元素h_ji表示第i個LED經過信道后到達第j個PD的信道增益的情況下，原始接收到的信號表示為：

其中，x為N_t維發射信號向量，N_t表示發射端LED總個數，為大于等于2的整數；y為N_r維接收信號向量，N_r表示接收端PD總個數，為大于等于2的整數；h_i是信道矩陣H的第i列向量；x_i是向量x的第i個元素；z是噪聲向量；

所述權重表示為：

其中，即為信道矩陣的列向量h_i中選擇出的前n_i個元素；該權重向量有n_i個非零元素，表示合并了n_i路信號;

采用串行干擾消除方式，將所有合并后的信號減去信號間的干擾從而解調出原始信號，其中，所述串行干擾消除的操作流程如下：

接收端每次檢測一路信號，并提供一個信號源的估計，這些估計用于再次生成接收到的信號，即干擾；

從原始接收信號中減去重新生成的信號后得到差值，作為下一級的輸入；

所述串行干擾消除的操作會被重復進行，直至干擾消除完畢；

接收到的信號全部處理后，計算信噪比與信道容量。

2.根據權利要求1所述的信號處理方法，其特征在于，所述選擇信號合并個數能夠替換為通過預先指定合并信號的個數n_i，則對于信道矩陣H的第i個列向量h_i，選擇其中前n_i個最大元素對應的PD進行信號合并。

3.根據權利要求1所述的信號處理方法，其特征在于，選擇在解碼前首先對所有信號按照功率大小排序，優先解調功率最大的信號，減小誤碼率。

4.根據權利要求1所述的信號處理方法，其特征在于，第j路接收信號的信噪比的計算公式如下：

其中，P_sj表示第j路信號的功率，P_Ij表示其它信號對第j路信號造成的干擾總功率，P_N表示系統噪聲功率；W_j是權重矩陣的第j行向量；h_j是信道矩陣H的第j列向量；z是噪聲向量。

5.根據權利要求4所述的信號處理方法，其特征在于，第j路接收信號的信道容量的計算公式如下：

C_j＝log(1+SINR_j)。