一种应用于光子计数可见光通信系统的同步方法技术方案

本发明专利技术涉及可见光通信技术领域，具体公开了一种应用于光子计数可见光通信系统的同步方法，包括在接收端将数据编成若干个由同步码组构成的数据帧；对SPAD输出信号进行数字信号处理，并确定计数脉冲到达的位置；将脉冲位置信号送入移位寄存器，并将移位寄存器划分为多个时间窗；将各个时间窗内的脉冲计数与同步码组进行互相关运算，并比较两者的相似性；通过脉冲计数与同步码组的相似性判决是否达到同步；若达到同步，则对每个码元进行判决，并恢复发送的数据。本发明专利技术将位同步和帧同步结合起来，进行位同步和帧同步的光子脉冲计数，利用光子脉冲计数与帧同步码组做相关运算，实现基于SPAD的光子计数可见光通信系统的同步。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于光子计数可见光通信系统的同步方法
本专利技术涉及可见光通信
，具体公开了一种应用于光子计数可见光通信系统的同步方法。
技术介绍
现在的可见光通信(VLC)系统，通常使用强度调制/直接检测的方式，在发送端使用高速LED以光强的形式发送信号，在接收端使用PD检测光强完成光电转换。当VLC用于长距离通信时，比如输气管道的监视系统和数据通过塑料光纤传输，光子到达接收机的数量远小于短距离通信链路，而信号被淹没于噪声之中；或在水下可见光通信中，由于水体对于光的吸收和散射作用，致使光在到达接收机时信号微弱。在这些方案中，传统的PD由于负阻抗放大效应减少了接收机的灵敏性，导致信号被淹没于噪声之中。为了提高接收机的灵敏度，有效拓展通信距离，提出了使用单光子雪崩二极管(Single-PhotonAvalancheDiode，SPAD)作为接收端的光子计数可见光通信系统。SPAD是工作在盖革模式下的雪崩光电二极管，输出为一系列连续的脉冲信号，根据一个码元周期内输出的脉冲的个数和判决门限，对接收到的信号进行判决和恢复。光子计数接收机在进行计数判决之前要通过位同步来确定码元周期的起点，通过帧同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于光子计数可见光通信系统的同步方法，其特征在于，包括：(1)在接收端将数据编成若干个由同步码组构成的数据帧；(2)对SPAD输出信号进行数字信号处理，并确定计数脉冲到达的位置；(3)将脉冲位置信号送入移位寄存器，并将移位寄存器划分为多个时间窗；(4)将各个时间窗内的脉冲计数与同步码组进行互相关运算，并比较两者的相似性；(5)通过脉冲计数与同步码组的相似性判决是否达到同步；若未达到同步，上述(3)(4)步骤；若已达到同步，对每个码元进行判决，并恢复发送的数据。

【技术特征摘要】
1.一种应用于光子计数可见光通信系统的同步方法，其特征在于，包括：(1)在接收端将数据编成若干个由同步码组构成的数据帧；(2)对SPAD输出信号进行数字信号处理，并确定计数脉冲到达的位置；(3)将脉冲位置信号送入移位寄存器，并将移位寄存器划分为多个时间窗；(4)将各个时间窗内的脉冲计数与同步码组进行互相关运算，并比较两者的相似性；(5)通过脉冲计数与同步码组的相似性判决是否达到同步；若未达到同步，上述(3)(4)步骤；若已达到同步，对每个码元进行判决，并恢复发送的数据。2.根据权利要求1所述的一种应用于光子计数可见光通信系统的同步方法，其特征在于，将数据编成若干个由同步码组构成的数据帧包括：在每帧的开头编加一个用于标注数据帧起始位置的同步头；其中，同步头由M比特同步码组构成，第i比特同步码组记为si，帧内数据比特数为D。3.根据权利要求1所述的一种应用于光子计数可见光通信系统的同步方法，其特征在于，对SPAD输出信号进行数字信号处理，并确定计数脉冲到达的位置，包括：对SPAD输出信号进行采样，将时间域上连续的信号转化为离散的数字信号，则t时刻采样得到的信号记为DATA_RECEIVED(t)；根据奈奎斯特采样定律，获得采样频率fs与SPAD死时间τ关系为采样周期检测脉冲上升沿确定计数脉冲到达的位置。4.根据权利要求3所述的一种应用于光子计数可见光通信系统的同步方法，其特征在于，检测脉冲上升沿确定SPAD输出数据脉冲到达的位置，包括：当SPAD输出数据脉冲时，DATA_RECEIVED从0上升至Umax，其中Umax表示输出数据脉冲峰值时的电压，令DATA_RECEIVED2(t)＝DATA_RECEIVED(t)>Umax/2；若采样后DATA_RECEIVED(t)>Umax/2，则DATA_RECEIVED2(t)记为1；否则...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪涛，冀亚玮，朱义君，田忠骏，郑晓东，刘洛琨，梁进山，张海勇，
申请(专利权)人：东莞信大融合创新研究院，中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：广东,44