[发明专利]一种基于定位技术的室内可见光单载波频域MMSE均衡方法

说明书

本发明公开了一种基于定位技术的室内可见光单载波频域MMSE均衡方法，在室内可见光通信系统的接收端，通过与可见光定位系统结合，在获得接收端位置坐标后，推导出信道冲激响应，从而使接收端在不需要训练序列进行信道估计的前提下，实现单载波频域MMSE均衡，可以达到有效对抗码间干扰的影响。本发明方法解决了接收端进行单载波频域MMSE均衡时需要插入训练序列的问题，减少了信道开销的同时达到较好均衡接收信号的能力。在实际应用中，尤其是接收端移动的情况下具有重要意义。

技术领域

本发明属于可见光通信技术领域，涉及可见光通信系统中接收端的均衡方案，具体涉及室内可见光通信系统接收端的单载波频域MMSE均衡方法。

背景技术

室内可见光通信技术结合了照明和通信，与现有的通信技术相比，具有更高的调制带宽，可以进行高速率的通信，但是可见光通信系统的信道是离散多径的，导致码间干扰比较严重，所以均衡技术是很有必要。均衡分为单载波均衡和多载波均衡。

OFDM(正交频分复用)是多载波均衡技术的代表，虽然多载波均衡技术有对抗频率选择性衰落或窄带干扰等优势，但是OFDM技术的峰均比过大，对相位噪声和载波频偏十分敏感，而SC-FDE(单载波频域均衡)技术采用了与OFDM中信号类似的处理方式，大大降低了均衡的复杂度，又保留了单载波调制的优势，降低了对相位噪声，频偏的敏感性和峰均比，同时SC-FDE这种单载波频域均衡技术与单载波时域均衡系统相比，抗多径能力增强。

SC-FDE系统的频域均衡器的设计准则有峰值畸变准则、均方误差准则等。峰值畸变准则的均衡即迫零均衡。迫零的含义是均衡的目标实现码间干扰为零，但是迫零均衡对深衰落的频率点处反而会放大噪声增益，不适用于无线信道。最小均方误差均衡(MMSE)的设计准则是均方误差准则，要求判决值和期望值的均方差最小，且最小均方误差均衡考虑了信道的噪声，更适用于室内可见光通信系统。

单载波频域均衡技术在应用中一般需要插入训练序列，用来进行初始的信道估计，而训练序列的存在又使SC-FDE系统存在减少信道的利用率，增大信道开销的缺点。目前还没有完整的理论能解决SC-FDE系统需要训练序列的问题。

发明内容

发明目的：本发明提出了一种基于定位技术的室内可见光单载波频域MMSE均衡方法，利用已有的可见光定位技术，在已知接收端位置的前提下，大致推导出信道冲激响应，然后在不需要训练序列的前提下，接收端对接收到的信号进行单载波频域MMSE均衡，达到可见光通信中均衡的目的。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于定位技术的室内可见光单载波频域MMSE均衡方法，具体包含如下步骤：

步骤1，LED灯发送光信号，经过室内可见光信道后，接收机的接收端通过光电检测器得到接收到的信号；

步骤2，进行可见光定位，获得接收机的位置坐标；

步骤3，通过视距通信的信道冲激响应与接收端和发射端的距离的关系，推导出视距通信时的道冲激响应，并将推导出的视距通信的信道冲激响应作为真实信道冲激响应；

步骤4，将接收端接收到的信号和求得的信道冲激响应变换到频域上，得到频域值；

步骤5，通过MMSE频域均衡公式，求得此时均衡器的抽头系数；

步骤6，在接收端频域用求得的均衡器抽头系数乘以接收端接收到的信号频域值，得到均衡后的信号；

步骤7，将求得的频域均衡后的信号变换到时域上，得到均衡后的时域信号；

步骤8，信号输出端使用判决反馈电路，对均衡后的信号进行判决反馈。

进一步地，在步骤3中，视距通信的信道冲激响应和接收端与发射端的距离的平方成反比关系，即接收端的位置信息承载于信道冲激响应上。