[發(fā)明專利]可見光通信頻譜感知系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110349212.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN113098604B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 由驍?shù)?/a>;姜子樂;沈綱祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/116
• 分類號(hào): H04B10/116;H04W16/14
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 吳竹慧

1.一種可見光通信頻譜感知系統(tǒng)，其特征在于，包括：

發(fā)射機(jī)，其用于發(fā)射可見光信號(hào)；

次用戶的終端，所述次用戶的終端具有多個(gè)，所述次用戶的終端采集發(fā)射機(jī)發(fā)射的可見光信號(hào)，并將所述可見光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，濾除電信號(hào)中的直流信號(hào)以獲得濾波后的電信號(hào)，對(duì)所述濾波后的電信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得采樣數(shù)據(jù)；

協(xié)調(diào)者的終端，所述協(xié)調(diào)者的終端獲取所有次用戶的終端輸出的采樣數(shù)據(jù)，并將所有次用戶的終端輸出的采樣數(shù)據(jù)加權(quán)組合，獲得組合采樣信息，通過對(duì)組合采樣信息進(jìn)行能量檢測或波形檢測，判斷主用戶是否占用發(fā)射機(jī)進(jìn)行光通信，其中，協(xié)調(diào)者為一位次用戶擔(dān)任；

其中，協(xié)調(diào)者將判斷結(jié)果通過傳統(tǒng)的射頻網(wǎng)絡(luò)廣播給每個(gè)次用戶，以完成一次協(xié)作感知操作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光通信頻譜感知系統(tǒng)，其特征在于，所述次用戶的終端包括：

光電檢測器，所述光電檢測器將可見光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；

濾波器，所述濾波器用于濾除電信號(hào)中的直流信號(hào)，獲得濾波后的電信號(hào)；

采樣模塊，所述采樣模塊對(duì)所述濾波后的電信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得采樣數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光通信頻譜感知系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)調(diào)者的終端包括：

組合模塊，所述組合模塊將所有次用戶的終端輸出的采樣數(shù)據(jù)加權(quán)組合，獲得組合采樣信息；

檢測模塊，所述檢測模塊對(duì)組合采樣信息進(jìn)行能量檢測或波形檢測，獲得檢測結(jié)果；

判斷模塊，所述判斷模塊將所述檢測結(jié)果與預(yù)設(shè)門限值進(jìn)行對(duì)比，判斷主用戶是否占用發(fā)射機(jī)進(jìn)行光通信。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可見光通信頻譜感知系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)調(diào)者的終端還包括：

加權(quán)系數(shù)計(jì)算模塊，所述加權(quán)系數(shù)計(jì)算模塊通過信號(hào)估計(jì)技術(shù)計(jì)算出一組最優(yōu)的權(quán)重，所述組合模塊以所述最優(yōu)的權(quán)重將所有次用戶的終端輸出的采樣數(shù)據(jù)加權(quán)組合。

5.一種可見光通信頻譜感知方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、次用戶的終端獲取發(fā)射機(jī)的可見光信號(hào)，將可見光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；

S2、對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行直流濾波和采樣處理，獲得采樣數(shù)據(jù)；

S3、協(xié)調(diào)者的終端對(duì)所有次用戶的終端輸出的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)組合，獲得組合采樣數(shù)據(jù)；

S4、協(xié)調(diào)者的終端通過對(duì)組合采樣信息進(jìn)行能量檢測或波形檢測，將檢測結(jié)果與預(yù)設(shè)門限值進(jìn)行對(duì)比，判斷主用戶是否占用發(fā)射機(jī)進(jìn)行光通信；

S5、協(xié)調(diào)者將判斷結(jié)果通過傳統(tǒng)的射頻網(wǎng)絡(luò)廣播給每個(gè)次用戶，以完成一次協(xié)作感知操作。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可見光通信頻譜感知方法，其特征在于，所述S5之后還包括：

S6、多個(gè)協(xié)調(diào)者依次重復(fù)S1-S5以持續(xù)進(jìn)行協(xié)作感知操作，每次協(xié)作感知的協(xié)調(diào)者由一位次用戶擔(dān)任，多個(gè)次用戶輪流擔(dān)任協(xié)調(diào)者以分擔(dān)計(jì)算量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可見光通信頻譜感知方法，其特征在于，所述S2包括：

濾除電信號(hào)r(t)中的直流成分，獲得濾波后的信號(hào)

在U個(gè)次用戶的終端處，同步地對(duì)所有濾波后的信號(hào)進(jìn)行采樣，每個(gè)次用戶得到N個(gè)采樣點(diǎn)，第j個(gè)次用戶的第i個(gè)樣本數(shù)據(jù)y_j,i表示為：

y_j,i＝h_ja_i+n_j,ii＝1,2,…,N,j＝1,2,…,U，

其中，h_j是第j個(gè)次用戶的VLC鏈路的信道增益，a_i是第i個(gè)樣本點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化信號(hào)幅值，n_j,i是加性高斯白噪聲，加性高斯白噪聲的方差為σ²。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可見光通信頻譜感知方法，其特征在于，所述S3包括：

所有次用戶的終端輸出的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的加權(quán)和：

其中，w_j為歸一化加權(quán)系數(shù)；

歸一化加權(quán)系數(shù)w_j滿足：其中，h_j的值由協(xié)調(diào)者事先通過信道估計(jì)技術(shù)獲得。