基于人工神经网络的移动可见光通信接收机研究

发布时间：2021-08-19 16:16

　　当前室内可见光通信系统大多考虑接收机静止的情况,无法适用于日益增多的移动设备。为了解决可见光通信系统中移动接收机的解调问题,提出了基于人工神经网络的可见光通信移动接收机方案。以广泛应用的二进制振幅键控调制技术为基础,推导出可见光通信移动场景的检测方法和解调阈值;通过动态时间规整技术提取光强度序列的距离特征,利用遗传算法对特征集进行优化,选择高显著性的少量特征子集;将特征子集送入人工神经网络进行训练,对二进制振幅键控解调阈值进行预测。实验结果显示,方案有效降低了移动场景下可见光通信系统的误码率。 

【文章来源】：光学技术. 2020,46(05)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

接收机OOK调制器的物理结构

自适应决策模块的处理流程图如图2所示,首先提取校准阶段的光强度序列,根据第1小节的方法检测运动状态是否改变,如果未改变则直接送入当前的人工神经网络来决定阈值;如果发生改变则激活遗传算法选择新的特征子集,基于特征子集重新训练神经网络。1.2 通断键控调制技术

通断键控(On-Off Keying, OOK)[8]技术具有能耗低、结构简单的优点,因而在自由空间光通信[9]和可见光通信系统[10]中获得了广泛应用。接收机采用光电二级管将输入的光强度转换成电压值,通过积分器检测1比特周期的信号总值,将该值与阈值比较,决定该比特数据是否为“1”。图3所示是校准阶段和数据传输阶段的示意图,Tb表示1比特的时间周期,Tx为校准阶段的时间,应当在校准阶段确定OOK的阈值,根据实验结果将Tx设为10个Tb。OOK信号源的移动情况对VLC接收端的检测具有明显的影响,因而将信号源分为静止、慢速移动和快速移动三种移动场景,分析三种场景间的差异,以提高VLC通信的性能。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于专家特征的条件互信息多标记特征选择算法[J]. 程玉胜,宋帆,王一宾,钱坤.  计算机应用. 2020(02)
[2]基于张量模式噪声补偿的室内可见光通信系统的信道估计[J]. 王青竹,于永澔,朱艺海.  中国激光. 2019(08)
[3]基于ISFA算法的LED车灯可见光通信系统[J]. 蒋子豪,梁尚雨,王福民,赵一衡,乔梁,迟楠.  照明工程学报. 2018(05)
[4]基于非支配排序遗传算法的塔机有限元模型修正[J]. 秦仙蓉,张氢,刘超,徐俭.  东北大学学报(自然科学版). 2018(07)
[5]适用于照明和可见光通信的宽输入电压范围的分段式LED驱动电路[J]. 陈怡,张志义,包宇刚.  电工技术学报. 2018(12)
[6]基于聚类思想的加权条件熵及属性约简[J]. 范会涛,冯涛.  郑州大学学报(理学版). 2018(01)
[7]APD阵列探测器在自由空间光通信上的应用研究[J]. 李千,吴志勇,高世杰,陈云善,吴佳彬.  激光与红外. 2018(01)
[8]移动场景下一种可见光通信系统的设计与实现[J]. 尹浩浩,董雨晴,邹倩,沈连丰.  重庆邮电大学学报(自然科学版). 2017(04)
[9]室内可见光通信系统关键技术探究[J]. 徐小华,程德芳,王清.  激光杂志. 2016(01)
[10]用于可见光通信的LDPC码策略[J]. 朱庆,吴乐南.  东南大学学报(自然科学版). 2014(03)



本文编号：3351732