The invention discloses a signal processing and judging method and system using constant threshold judgment in wireless optical communication. After analog-to-digital conversion of signal photocurrent, the digital low-pass filter is used to extract light intensity scintillation information of atmospheric channel, and the digital received signal is divided by the output of the low-pass filter, and then the constant value is taken as the judgment. Decision threshold is used to decide the decision signal. The system includes: light source, signal source, intensity modulator, transmitting antenna, atmospheric channel, receiving antenna, photoelectric detector, analog-to-digital converter, delay module, low-pass filter, division operation module and decision module. The invention has high real-time performance because it does not involve any frame structure processing and complex operation, and does not require complex hardware modules; therefore, the invention is particularly suitable for high-speed and large-capacity data transmission applications.
【技术实现步骤摘要】
一种无线光通信中恒定阈值的信号检测方法及系统
本专利技术属于光学、光电子学、电子学及光通信
,涉及光通信中的信号检测技术,具体涉及一种无线光通信中自适应阈值的信号检测方法及无线光通信系统。
技术介绍
近年来,无线光通信(OWC)以其高数据速率、低系统成本、易架设、抗电磁干扰和免许可等特性引起广泛的研究和应用。由于这些特点,OWC系统成为大容量通信、应急通信、临时通信和最后一公里问题等场景的吸引人的解决方案。由于相干系统的高复杂性,现有的OWC系统大多采用强度调制直接探测(IM/DD)方案。特别地,开关键控(OOK)调制作为IM/DD中最简单易行的一种,被广泛地应用在现有的OWC系统中。然而,经过大气湍流信道的OWC链路特别容易受到大气状况的影响,这些影响将导致OOK信号的强度发生起伏。由大气湍流导致的光强闪烁会造成接收信号的起伏,判决阈值的选取是OOK调制无线光通信系统中的关键问题。在现有的方案中,针对OOK调制信号的判决方案大体可以分为四类:一是盲判决,二是导频辅助判决,三是基于似然比的判决,四是基于相关信道的判决。这些现有的判决方案具有以下特征:1)盲判决是一种最简单的判决方案,它假定在一定长度的观察窗口内,光强闪烁是恒定的。然后,利用观察窗口内的数据提取出这个恒定的光强闪烁,从而对整个窗口的信号进行判决。这种方案的性能在窗口长度足够大的时候能接近理想最大似然判决的水平。然而,当观察窗口内出现全‘0’或者全‘1’序列的时候会出现误码平台,限制了方案的性能。2)在导频辅助判决方案中,传输数据被划分成帧,在每一帧的有效数据前会添加已知的导频序列。在接 ...
【技术保护点】
1.一种无线光通信中恒定阈值的信号检测方法,针对开关键控调制无线光通信系统,将信号光电流进行模数转换后进行数字低通滤波,并将数字接收信号除以低通滤波的输出信号,作为待判决信号,进而以恒定值作为判决阈值对待判决信号进行判决;包括如下步骤:1)模数转换:将模拟的接收信号光电流转换为数字信号,获得数字接收信号;具体通过式1进行模数转换,输出数字接收信号r[k]:r[k]=d[k]I[k]+n[k] (式1)其中,k表示信号序列号;r[k]表示数字的接收信号;d[k]表示发送信息序列,取值为‘0’或‘1’;I[k]表示光强闪烁序列,取正数值;n[k]表示零均值加性高斯白噪声序列;2a)低通滤波:对数字接收信号进行低通滤波,提取大气信道光强闪烁信息;式2表示低通滤波后的信号rf[k]:rf[k]=I[k]/2+df[k]+nf[k] (式2)其中,df[k]表示信息序列d[k]的低通滤波输出的交流分量,nf[k]表示噪声n[k]的低通滤波输出;进行低通滤波采用的截止频率远小于传输数据速率,同时大于大气湍流光强闪烁的截止频率;当低通滤波的截止频率远小于数据速率时,|df[k]|<<1且|nf[ ...
【技术特征摘要】
1.一种无线光通信中恒定阈值的信号检测方法,针对开关键控调制无线光通信系统,将信号光电流进行模数转换后进行数字低通滤波,并将数字接收信号除以低通滤波的输出信号,作为待判决信号,进而以恒定值作为判决阈值对待判决信号进行判决;包括如下步骤:1)模数转换:将模拟的接收信号光电流转换为数字信号,获得数字接收信号;具体通过式1进行模数转换,输出数字接收信号r[k]:r[k]=d[k]I[k]+n[k](式1)其中,k表示信号序列号;r[k]表示数字的接收信号;d[k]表示发送信息序列,取值为‘0’或‘1’;I[k]表示光强闪烁序列,取正数值;n[k]表示零均值加性高斯白噪声序列;2a)低通滤波:对数字接收信号进行低通滤波,提取大气信道光强闪烁信息;式2表示低通滤波后的信号rf[k]:rf[k]=I[k]/2+df[k]+nf[k](式2)其中,df[k]表示信息序列d[k]的低通滤波输出的交流分量,nf[k]表示噪声n[k]的低通滤波输出;进行低通滤波采用的截止频率远小于传输数据速率,同时大于大气湍流光强闪烁的截止频率;当低通滤波的截止频率远小于数据速率时,|df[k]|<<1且|nf[k]|<<n[k];2b)延时补偿:在操作步骤2a)的同时,对接收信号光电流的数字信号进行延时,以使得该信号与2a)低通滤波后的信号同步;3)除法运算:将步骤2b)输出的延时补偿后的数字信号除以步骤2a)输出低通滤波后的信号,得到的信号作为待判决信号;4)判决:以恒定值为判决阈值,对步骤3)输出的待判决信号进行判决:当待判决信号大于判决阈值时,判决输出数字信号‘1’,否则判决输出数字信号‘0’;由此实现无线光通信中恒定阈值的信号检测。2.如权利要求1所述的信号检测方法,其特征是,步骤4)所述判决阈值设为“1”。3.如权利要求1所述的信号检测方法,其特征是,步骤1)模数转换的采样倍率为2倍以上。4.如权利要求1所述的信号检测方法,其特征是,所述传输数据速率量级为百MHz到GHz;低通...
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