室內可見光通信中的自適應分集接收技術分析

金輝

摘 要： 隨著現代化信息技術的快速發展，很多新型通訊技術被研究開發出來，室內可見光通信系統的出現，很大程度上推進了通信技術的發展，但是，在可見光技術應用中還存在著一些問題，對此，文章針對室內可見光通訊中的自適應分集接收技術展開了理論分析，進一步分析了變步長LMS算法的期待響應的設計，希望能夠促進室內可見光通訊的科學性發展。

關鍵詞： 室內可見光通信；自適應分集接收技術；分析

引言：

可見光通信是一項多種用途的無限通信技術，他能夠同時實現照明與通信的功能，具有非常多的優勢。在可見光通信技術中使用了最新的無限頻譜，這種無限頻譜的帶寬非常巨大，促使可見光通訊技術在工作中無電磁波干擾，并且具有很高的安全性及傳輸速度快的優勢，在未來發展中存在著無限的潛力。但是當前的室內可見光通信中，主要應用的大氣信道屬于隨參信道，在進行函數傳輸時是不規則的非線性傳輸，同時還存在快速時變的問題，除了這些因素，還有很多其他因素會對通信質量造成不同影響，甚至會造成通信中斷。

一、室內可見光通信中的自適應分集接收技術的理論分析

1.1關于分集接收技術的分析

分集接收技術在可見光通信中發揮著重要的作用，它能夠有效的提高傳輸信道的可靠性，具有良好的抗衰落性。分集接收技術通過接收端獲得信號，并且是不相關的多路信號，再按照一些規則進行合并，促使接受到的信息實現信號能量最大化，這是分集接收技術的基本思路。分集技術大體上可以分為兩種類型，分別為顯分集與隱分集，其中顯分集也可以分為兩種類型，分別為宏分集與微分集。微分集的分集方式有很多種，主要有空間、頻率、時間、極化、角度、路徑等方式。在傳統技術中的對信息合并的準則有兩種：一種是數字通信系統選擇接收端誤碼率（通常用BER表示）最低的準則；一種是模擬通信系統選擇接收端信噪比（通常用SNR表示）最高的準則。在室內可見光通信系統中，常常應用的光源是LED光源，并且屬于非相干光源，加上LED光源的可見光波長很短，并不能夠調制發射出明顯的衰落效應，但是將分集技術應用于可見光通信中之后，明顯的提高了模擬通信系統選擇接收端信噪比，實現了通信距離增加的目的。

1.2關于自適應信號處理技術的分析

自適應信號處理技術通過某種準則為有一句，這種準則必須是預先選定的關系，再隨著信號輸入及環境產生的變化，將系統的參數與結構進行有效的調整，最終實現接受信號的理想化。在這種情況下得到的濾波，是在準則下的最優狀態。自適應信號處理技術計算濾波時，通常會采用最小均方的算法（通常用LMS表示），這種算法在該領域中非常的簡單實用，所以被廣泛的應用于工程當中。盡管最小均方的算法也存在一些問題，比如收斂速度與失調之間存在的矛盾，但是這種矛盾可以通過一定的方式得以解決，最有效的方式便是設計時變的迭代步長。自適應系統中的線性組合器形式中，只需要將信號輸入到系統之中，并在期待相應的過程中，可以利用迭代元算來解決，可見LMS算法能夠廣泛的應用在很多情況當中。

1.3關于自適應分集接收技術的分析

自適應分集接收技術是一種在自由空間的光通信系統中，能夠接受超低功率信號的技術，它通過很多個光點探測器，對信號進行空間分級接收，然后再通過系統的控制中心的控制作用，對多徑信號產生的相位延遲進行有效控制，調整到最佳狀態，這種接受信號能量的方式，要遠比傳統單路接收信號的方式效果高上好幾倍，在傳輸性能上十分穩定。自適應分集接收技術的發送與采集信號的方式，仍然采用著傳統的分集方式，但是在信息合并方式上改變了方式，有效的增加了系統在自適應性與抗干擾性等方面的性能，這是由于采用了合適的自適應信號合并方式。有相關學者對室內可見光通信系統的研究發現，在系統中應用也自適應分集接收技術，能夠有效的改善可見光通訊系統的性能。對于室內可見光通信系統，可以利用接收端在每一次的迭代時所輸入的信號來改善一定的問題。

二、基于變步長LMS算法的期待響應的設計

下圖為LMS算法的自適應分集接收技術的基本原理圖：

由圖可知在LMS算法中，自適應分集接收技術是通過迭代過程中確定期待響應dk的值來實現的，這是該算法的關鍵，其中期待響應dk在迭代過程中，對于輸出信號是十分趨近的，這對于自適應算法來說是一項重要的數據依據。通常在通信系統中，期待響應dk數據一般是發送端發射的用戶數據，將其作為期待響應dk是算法中最佳的選擇。但是在實際的計算中，期待響應dk數據的選取存在一些問題，為了解決這些問題，可以通過在通信時將用戶數據的傳輸進行周期性地中斷的設計，將一些與用戶數據相似的訓練序列發送給用戶，同時將這些訓練序列作為期待響應dk數據。

結束語：

綜上所述，室內可見光技術在無線通信技術中是一種新型的技術，可以說在未來的通訊技術中是占有十分重要地位的，但是，當前可見光通訊技術還存在著很多關鍵性技術難題需要廣大科研人員進一步的研究來解決，一旦這些技術難點能夠得到有效的解決，那么對于VLC技術而言是具有重要意義的。