可见光通信中抗多径效应的均衡方法及相关装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了可见光通信中抗多径效应的均衡技术。在一种可见光通信中抗多径效应的均衡方法中，包括获取由多个光源发送的定位信息和通信数据；根据所述定位信息，计算得到所述接收机的位置信息；根据所述接收机的位置信息和各光源位置，对接收到的通信数据进行均衡处理，得到均衡后的通信数据。相较于现有技术，本申请提供的方案中，采用定位信息确定接收机位置，进而根据由定位信息计算得到的接收机位置，并依据接收机位置和光源位置实现信道估计和均衡，以对抗多径效应对通信信号的影响。

Equalization method of anti multipath effect and related device in visible light communication

The application example discloses an equalization technology for anti multipath effect in visible light communication. In a method of equalization against multipath effects in visible light communication, it includes acquiring location information and communication data transmitted by multiple light sources, calculating the position information of the receiver according to the location information, and equalizing the received communication data according to the position information of the receiver and the position of each light source. Processing, obtaining the balanced communication data. Compared with the existing technology, the scheme provided in this application uses positioning information to determine the receiver position, and then calculates the receiver position according to the positioning information, and achieves channel estimation and equalization according to the receiver position and the light source position to counteract the influence of multipath effect on the communication signal.

【技术实现步骤摘要】
可见光通信中抗多径效应的均衡方法及相关装置
本申请涉及可见光通信领域，更具体地说，涉及可见光通信中抗多径效应的均衡技术。
技术介绍
可见光通信技术为近年来兴起的全新无线通信技术，在光源进行照明的同时，融入了通信功能，可以使光源既可以实现照明功能，也可以实现通信功能。可见光通信技术以荧光灯或发光二极管等发出的可见光作为信息载体，无需光纤等有线信道的传输介质，可在空气中直接传输光信号以进行数据传输。以室内可见光通信为例，请参见图1a，室内可见光通信系统有多个光源，不同光源发出的、相同的通信数据光信号，会经视距(LOS)链路和非视距(NLOS)链路一起进入接收机，从而产生多径效应：由于经不同链路的信号分量到达接收机的时间不同，各信号分量会进行非相干叠加而造成干扰。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供可见光通信中抗多径效应的均衡方法及相关装置，以减轻多径效应造成的干扰问题。为实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：一方面，本申请的实施例提供一种可见光通信中抗多径效应的均衡方法，应用于接收机，上述均衡方法利用由定位信息得到的接收机位置来进行信道估计和均衡，以对抗多径效应对通信信号的影响。更具体的，接收机可获取由多个光源发送的定位信息和通信数据；根据上述定位信息，计算得到上述接收机的位置信息；根据上述接收机的位置信息和各光源位置，对接收到的通信数据进行均衡处理，得到均衡后的通信数据。之后，可对上述均衡后的通信数据进行解调，得到解调后的通信数据，并送往信宿。其中，上述光源位置携带于上述定位信息中或者为接收机所已知。而接收机的位置信息可根据上述定位信息采用定位算法计算得出。本申请提供的方案中，将可见光通信功能和可见光定位功能协同，采用定位信息确定接收机位置，进而根据由定位信息计算得到的接收机位置，并依据接收机位置和光源位置实现信道估计和均衡，以对抗多径效应对通信信号的影响。在一个可能的设计中，上述“根据上述接收机的位置信息和各光源位置，对接收到的通信数据进行均衡处理”可进一步包括：根据上述接收机的位置信息和各光源位置，确定目标均衡器系数；采用上述目标均衡器系数对上述接收到的通信数据进行均衡处理。其中，目标均衡器系数可通过实时计算确定。更具体的，目标均衡器系数可通过如下方式确定：根据上述接收机的位置信息和各光源位置，估算各视距LOS链路的时域冲激响应；将所有LOS链路的时域冲激响应相加，得到总LOS时域冲激响应hLOS(t)；对上述hLOS(t)进行傅立叶变换，得到总LOS频域传递函数HLOS(f)；对上述HLOS(f)进行取反处理，得到时域均衡器系数对应的频域传递函数HEQ(f)；根据上述HEQ(f)计算得到上述目标均衡器系数。需要说明的是，接收机收到的通信数据光信号是来自每个光源的LOS分量和NLOS分量的总和，并且，LOS分量占主导地位。由于可见光通信系统是强度调制直接检测系统，因此若接收机位置和各光源位置已知，就能计算出只包含LOS分量的多径信道时域冲激响应hLOS(t)或者频域传递函数HLOS(f)，统称为估算直射型信道函数。而在LOS分量占主导地位的情况下，上述直射型信道函数可作为多径信道的信道估计结果。在本实施例中，可避免使用复杂的自适应算法来做信道估计，采用更为直接的方法来进行信道估计。在一个可能的设计中，上述目标均衡器系数具体可为目标时域均衡器系数；而上述“根据上述HEQ(f)计算得到上述目标均衡器系数”可包括：对上述HEQ(f)进行傅立叶逆变换，得到目标时域均衡器系数hEQ(t)；相应的，上述“采用上述目标均衡器系数对上述接收到的通信数据进行均衡处理”可进一步包括：采用第一采样率对接收到的通信数据进行采样，得到离散化的通信数据r(n)；采用上述第一采样率对上述hEQ(t)进行采样，得到离散时域均衡器系数hEQ(n)；将上述r(n)与上述hEQ(n)相卷积，得到均衡后的时域通信数据。在本实施例中，使用目标时域均衡器系数在时域对通信数据r(t)进行均衡。与使用训练序列的现有技术相比，在本实施例中不再使用训练序列，而是采用定位信息确定接收机位置，进而根据定位信息计算得到的接收机位置，并依据接收机位置和光源位置实现信道估计和均衡，以对抗多径效应对通信信号的影响。由于定位信息所占比重很小，本实施例所提供的技术方案增大了通信数据的比重，可在提升传输效率的同时对信号进行均衡。而与采用多载波OFDM的现有技术相比，在本实施例中，也避免了采用多载波OFDM技术，依然是单载波传输，且没有采用保护间隔。从而可有效避免前述提及的多载波OFDM技术存在的问题。在一个可能的设计中，上述目标均衡器系数具体可为目标频域均衡器系数；而上述“根据上述HEQ(f)计算得到目标均衡器系数”可进一步包括：采用第二采样率对上述HEQ(f)进行采样，得到目标离散频域均衡器系数HEQ(k)，上述第二采样率为快速傅利叶FFT变换点数；而上述“采用上述目标均衡器系数对上述接收到的通信数据进行均衡处理”可进一步包括：采用第一采样率对接收到的通信数据进行采样，得到离散化的通信数据r(n)；将上述离散化的通信数据r(n)进行FFT变换，得到频域离散通信数据R(k)；将上述R(k)与上述HEQ(k)相乘，得到均衡后的频域通信数据对上述均衡后的频域通信数据进行快速傅立叶逆变换IFFT，得到均衡后的时域通信数据。在本实施例中，使用目标频域均衡器系数在频域对通信数据进行均衡，然后再进行IFFT变换，得到均衡后的时域通信数据。在本实施例中不再使用训练序列，而是采用定位信息确定接收机位置，进而根据定位信息计算得到的接收机位置，并依据接收机位置和光源位置实现信道估计和均衡，以对抗多径效应对通信信号的影响。由于定位信息所占比重很小，本实施例所提供的技术方案增大了通信数据的比重，可在提升传输效率的同时对信号进行均衡。而与采用多载波OFDM的现有技术相比，在本实施例中，也避免了采用多载波OFDM技术，依然是单载波传输，且没有采用保护间隔。从而可有效避免前述提及的多载波OFDM技术存在的问题。在一个可能的设计中，上述目标均衡器系数可通过查询对应关系表确定；上述对应关系表中包含指定空间中的子空间与均衡器系数的对应关系。相应的，上述“根据上述接收机的位置信息和各光源位置，确定目标均衡器系数”可进一步包括：根据上述接收机的位置信息，确定上述接收机所归属的目标子空间；查找上述对应关系表，得到上述目标子空间对应的均衡器系数作为上述目标均衡器系数。若目标均衡器系数为时域均衡器系数，可采用前述介绍的时域均衡方式对通信数据进行时域均衡，而若目标均衡器系数为频域均衡器系数，可采用前述介绍的频域均衡方式对通信数据进行频域均衡。在本实施例中，只需要在定位后进行简单的查表步骤就能够得到相应的均衡器系数。因此，进一步降低了实时均衡的计算复杂度，进而降低了接收机对通信数据进行均衡的实时处理时延和实时处理能耗。又一方面，本申请实施例提供了一种可见光通信接收机，该数据访问节点具有实现上述方法实际中接收机行为的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。又一方面，本申请实施例提供了一种可见光通信系统，包括可见光通信发射机以及上述的可见光通信接收机，该可见光通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可见光通信中抗多径效应的均衡方法，其特征在于，应用于接收机，所述均衡方法包括：获取由多个光源发送的定位信息和通信数据；根据所述定位信息，计算得到所述接收机的位置信息；根据所述接收机的位置信息和各光源位置，对接收到的通信数据进行均衡处理，得到均衡后的通信数据。

【技术特征摘要】
1.一种可见光通信中抗多径效应的均衡方法，其特征在于，应用于接收机，所述均衡方法包括：获取由多个光源发送的定位信息和通信数据；根据所述定位信息，计算得到所述接收机的位置信息；根据所述接收机的位置信息和各光源位置，对接收到的通信数据进行均衡处理，得到均衡后的通信数据。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述接收机的位置信息和各光源位置，对接收到的通信数据进行均衡处理包括：根据所述接收机的位置信息和各光源位置，确定目标均衡器系数；采用所述目标均衡器系数对所述接收到的通信数据进行均衡处理。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标均衡器系数是通过实时计算确定的。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述接收机的位置信息接收机位置和各光源位置，确定目标均衡器系数包括：根据所述接收机的位置信息和各光源位置，估算各视距LOS链路的时域冲激响应；将所有LOS链路的时域冲激响应相加，得到总LOS时域冲激响应hLOS(t)；对所述hLOS(t)进行傅立叶变换，得到总LOS频域传递函数HLOS(f)；对所述HLOS(f)进行取反处理，得到时域均衡器系数对应的频域传递函数HEQ(f)；根据所述HEQ(f)计算得到所述目标均衡器系数。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标均衡器系数为目标时域均衡器系数；所述根据所述HEQ(f)计算得到所述目标均衡器系数包括：对所述HEQ(f)进行傅立叶逆变换，得到目标时域均衡器系数hEQ(t)。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用所述目标均衡器系数对所述接收到的通信数据进行均衡处理包括：采用第一采样率对接收到的通信数据进行采样，得到离散化的通信数据r(n)；采用所述第一采样率对所述hEQ(t)进行采样，得到离散时域均衡器系数hEQ(n)；将所述r(n)与所述hEQ(n)相卷积，得到均衡后的时域通信数据。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标均衡器系数为目标频域均衡器系数；所述根据所述HEQ(f)计算得到目标均衡器系数包括：采用第二采样率对所述HEQ(f)进行采样，得到目标离散频域均衡器系数HEQ(k)，所述第二采样率为快速傅利叶FFT变换点数。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述采用所述目标均衡器系数对所述接收到的通信数据进行均衡处理包括：采用第一采样率对接收到的通信数据进行采样，得到离散化的通信数据r(n)；将所述离散化的通信数据r(n)进行FFT变换，得到频域离散通信数据R(k)；将所述R(k)与所述HEQ(k)相乘，得到均衡后的频域通信数据对所述均衡后的频域通信数据进行快速傅立叶逆变换IFFT，得到均衡后的时域通信数据。9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标均衡器系数通过查询对应关系表确定；所述对应关系表中包含指定空间中的子空间与均衡器系数的对应关系。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述根据所述接收机的位置信息和各光源位置，确定目标均衡器系数包括：根据所述接收机的位置信息，确定所述接收机所归属的目标子空间；查找所述对应关系表，得到所述目标子空间对应的均衡器系数作为所述目标均衡器系数。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光源位置携带于所述定位信息中或者为接收机所已知。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述接收机的位置信息是根据所述定位信息采用定位算法计算得出。13.如权利要求1-12任一项所述的方法，其特征在于，还包括：对所述均衡后的通信数据进行解调，得到解调后的通信数据。14.一种可见光通信收发机，其特征在于，包括：获取单元，用于获取由多个光源发送的定位信息和通信数据；定位信息处理单元，用于根据所述定位信息，计算得到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：由骁迪，陈健，张弛，王亚飞，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：广东,44