室内可见光通信中的自适应分集接收技术分析

金辉

摘 要： 随着现代化信息技术的快速发展，很多新型通讯技术被研究开发出来，室内可见光通信系统的出现，很大程度上推进了通信技术的发展，但是，在可见光技术应用中还存在着一些问题，对此，文章针对室内可见光通讯中的自适应分集接收技术展开了理论分析，进一步分析了变步长LMS算法的期待响应的设计，希望能够促进室内可见光通讯的科学性发展。

关键词： 室内可见光通信；自适应分集接收技术；分析

引言：

可见光通信是一项多种用途的无限通信技术，他能够同时实现照明与通信的功能，具有非常多的优势。在可见光通信技术中使用了最新的无限频谱，这种无限频谱的带宽非常巨大，促使可见光通讯技术在工作中无电磁波干扰，并且具有很高的安全性及传输速度快的优势，在未来发展中存在着无限的潜力。但是当前的室内可见光通信中，主要应用的大气信道属于随参信道，在进行函数传输时是不规则的非线性传输，同时还存在快速时变的问题，除了这些因素，还有很多其他因素会对通信质量造成不同影响，甚至会造成通信中断。

一、室内可见光通信中的自适应分集接收技术的理论分析

1.1关于分集接收技术的分析

分集接收技术在可见光通信中发挥着重要的作用，它能够有效的提高传输信道的可靠性，具有良好的抗衰落性。分集接收技术通过接收端获得信号，并且是不相关的多路信号，再按照一些规则进行合并，促使接受到的信息实现信号能量最大化，这是分集接收技术的基本思路。分集技术大体上可以分为两种类型，分别为显分集与隐分集，其中显分集也可以分为两种类型，分别为宏分集与微分集。微分集的分集方式有很多种，主要有空间、频率、时间、极化、角度、路径等方式。在传统技术中的对信息合并的准则有两种：一种是数字通信系統选择接收端误码率（通常用BER表示）最低的准则；一种是模拟通信系统选择接收端信噪比（通常用SNR表示）最高的准则。在室内可见光通信系统中，常常应用的光源是LED光源，并且属于非相干光源，加上LED光源的可见光波长很短，并不能够调制发射出明显的衰落效应，但是将分集技术应用于可见光通信中之后，明显的提高了模拟通信系统选择接收端信噪比，实现了通信距离增加的目的。

1.2关于自适应信号处理技术的分析

自适应信号处理技术通过某种准则为有一句，这种准则必须是预先选定的关系，再随着信号输入及环境产生的变化，将系统的参数与结构进行有效的调整，最终实现接受信号的理想化。在这种情况下得到的滤波，是在准则下的最优状态。自适应信号处理技术计算滤波时，通常会采用最小均方的算法（通常用LMS表示），这种算法在该领域中非常的简单实用，所以被广泛的应用于工程当中。尽管最小均方的算法也存在一些问题，比如收敛速度与失调之间存在的矛盾，但是这种矛盾可以通过一定的方式得以解决，最有效的方式便是设计时变的迭代步长。自适应系统中的线性组合器形式中，只需要将信号输入到系统之中，并在期待相应的过程中，可以利用迭代元算来解决，可见LMS算法能够广泛的应用在很多情况当中。

1.3关于自适应分集接收技术的分析

自适应分集接收技术是一种在自由空间的光通信系统中，能够接受超低功率信号的技术，它通过很多个光点探测器，对信号进行空间分级接收，然后再通过系统的控制中心的控制作用，对多径信号产生的相位延迟进行有效控制，调整到最佳状态，这种接受信号能量的方式，要远比传统单路接收信号的方式效果高上好几倍，在传输性能上十分稳定。自适应分集接收技术的发送与采集信号的方式，仍然采用着传统的分集方式，但是在信息合并方式上改变了方式，有效的增加了系统在自适应性与抗干扰性等方面的性能，这是由于采用了合适的自适应信号合并方式。有相关学者对室内可见光通信系统的研究发现，在系统中应用也自适应分集接收技术，能够有效的改善可见光通讯系统的性能。对于室内可见光通信系统，可以利用接收端在每一次的迭代时所输入的信号来改善一定的问题。

二、基于变步长LMS算法的期待响应的设计

下图为LMS算法的自适应分集接收技术的基本原理图：

由图可知在LMS算法中，自适应分集接收技术是通过迭代过程中确定期待响应dk的值来实现的，这是该算法的关键，其中期待响应dk在迭代过程中，对于输出信号是十分趋近的，这对于自适应算法来说是一项重要的数据依据。通常在通信系统中，期待响应dk数据一般是发送端发射的用户数据，将其作为期待响应dk是算法中最佳的选择。但是在实际的计算中，期待响应dk数据的选取存在一些问题，为了解决这些问题，可以通过在通信时将用户数据的传输进行周期性地中断的设计，将一些与用户数据相似的训练序列发送给用户，同时将这些训练序列作为期待响应dk数据。

结束语：

综上所述，室内可见光技术在无线通信技术中是一种新型的技术，可以说在未来的通讯技术中是占有十分重要地位的，但是，当前可见光通讯技术还存在着很多关键性技术难题需要广大科研人员进一步的研究来解决，一旦这些技术难点能够得到有效的解决，那么对于VLC技术而言是具有重要意义的。