基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)可見光通信接收機(jī)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-19 16:16
當(dāng)前室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)大多考慮接收機(jī)靜止的情況,無法適用于日益增多的移動(dòng)設(shè)備。為了解決可見光通信系統(tǒng)中移動(dòng)接收機(jī)的解調(diào)問題,提出了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可見光通信移動(dòng)接收機(jī)方案。以廣泛應(yīng)用的二進(jìn)制振幅鍵控調(diào)制技術(shù)為基礎(chǔ),推導(dǎo)出可見光通信移動(dòng)場景的檢測方法和解調(diào)閾值;通過動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整技術(shù)提取光強(qiáng)度序列的距離特征,利用遺傳算法對特征集進(jìn)行優(yōu)化,選擇高顯著性的少量特征子集;將特征子集送入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,對二進(jìn)制振幅鍵控解調(diào)閾值進(jìn)行預(yù)測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,方案有效降低了移動(dòng)場景下可見光通信系統(tǒng)的誤碼率。
【文章來源】:光學(xué)技術(shù). 2020,46(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
接收機(jī)OOK調(diào)制器的物理結(jié)構(gòu)
自適應(yīng)決策模塊的處理流程圖如圖2所示,首先提取校準(zhǔn)階段的光強(qiáng)度序列,根據(jù)第1小節(jié)的方法檢測運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變,如果未改變則直接送入當(dāng)前的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來決定閾值;如果發(fā)生改變則激活遺傳算法選擇新的特征子集,基于特征子集重新訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。1.2 通斷鍵控調(diào)制技術(shù)
通斷鍵控(On-Off Keying, OOK)[8]技術(shù)具有能耗低、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn),因而在自由空間光通信[9]和可見光通信系統(tǒng)[10]中獲得了廣泛應(yīng)用。接收機(jī)采用光電二級管將輸入的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電壓值,通過積分器檢測1比特周期的信號總值,將該值與閾值比較,決定該比特?cái)?shù)據(jù)是否為“1”。圖3所示是校準(zhǔn)階段和數(shù)據(jù)傳輸階段的示意圖,Tb表示1比特的時(shí)間周期,Tx為校準(zhǔn)階段的時(shí)間,應(yīng)當(dāng)在校準(zhǔn)階段確定OOK的閾值,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果將Tx設(shè)為10個(gè)Tb。OOK信號源的移動(dòng)情況對VLC接收端的檢測具有明顯的影響,因而將信號源分為靜止、慢速移動(dòng)和快速移動(dòng)三種移動(dòng)場景,分析三種場景間的差異,以提高VLC通信的性能。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于專家特征的條件互信息多標(biāo)記特征選擇算法[J]. 程玉勝,宋帆,王一賓,錢坤. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2020(02)
[2]基于張量模式噪聲補(bǔ)償?shù)氖覂?nèi)可見光通信系統(tǒng)的信道估計(jì)[J]. 王青竹,于永澔,朱藝海. 中國激光. 2019(08)
[3]基于ISFA算法的LED車燈可見光通信系統(tǒng)[J]. 蔣子豪,梁尚雨,王福民,趙一衡,喬梁,遲楠. 照明工程學(xué)報(bào). 2018(05)
[4]基于非支配排序遺傳算法的塔機(jī)有限元模型修正[J]. 秦仙蓉,張氫,劉超,徐儉. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(07)
[5]適用于照明和可見光通信的寬輸入電壓范圍的分段式LED驅(qū)動(dòng)電路[J]. 陳怡,張志義,包宇剛. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(12)
[6]基于聚類思想的加權(quán)條件熵及屬性約簡[J]. 范會(huì)濤,馮濤. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2018(01)
[7]APD陣列探測器在自由空間光通信上的應(yīng)用研究[J]. 李千,吳志勇,高世杰,陳云善,吳佳彬. 激光與紅外. 2018(01)
[8]移動(dòng)場景下一種可見光通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 尹浩浩,董雨晴,鄒倩,沈連豐. 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[9]室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)探究[J]. 徐小華,程德芳,王清. 激光雜志. 2016(01)
[10]用于可見光通信的LDPC碼策略[J]. 朱慶,吳樂南. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
本文編號:3351732
【文章來源】:光學(xué)技術(shù). 2020,46(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
接收機(jī)OOK調(diào)制器的物理結(jié)構(gòu)
自適應(yīng)決策模塊的處理流程圖如圖2所示,首先提取校準(zhǔn)階段的光強(qiáng)度序列,根據(jù)第1小節(jié)的方法檢測運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變,如果未改變則直接送入當(dāng)前的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來決定閾值;如果發(fā)生改變則激活遺傳算法選擇新的特征子集,基于特征子集重新訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。1.2 通斷鍵控調(diào)制技術(shù)
通斷鍵控(On-Off Keying, OOK)[8]技術(shù)具有能耗低、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn),因而在自由空間光通信[9]和可見光通信系統(tǒng)[10]中獲得了廣泛應(yīng)用。接收機(jī)采用光電二級管將輸入的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電壓值,通過積分器檢測1比特周期的信號總值,將該值與閾值比較,決定該比特?cái)?shù)據(jù)是否為“1”。圖3所示是校準(zhǔn)階段和數(shù)據(jù)傳輸階段的示意圖,Tb表示1比特的時(shí)間周期,Tx為校準(zhǔn)階段的時(shí)間,應(yīng)當(dāng)在校準(zhǔn)階段確定OOK的閾值,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果將Tx設(shè)為10個(gè)Tb。OOK信號源的移動(dòng)情況對VLC接收端的檢測具有明顯的影響,因而將信號源分為靜止、慢速移動(dòng)和快速移動(dòng)三種移動(dòng)場景,分析三種場景間的差異,以提高VLC通信的性能。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于專家特征的條件互信息多標(biāo)記特征選擇算法[J]. 程玉勝,宋帆,王一賓,錢坤. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2020(02)
[2]基于張量模式噪聲補(bǔ)償?shù)氖覂?nèi)可見光通信系統(tǒng)的信道估計(jì)[J]. 王青竹,于永澔,朱藝海. 中國激光. 2019(08)
[3]基于ISFA算法的LED車燈可見光通信系統(tǒng)[J]. 蔣子豪,梁尚雨,王福民,趙一衡,喬梁,遲楠. 照明工程學(xué)報(bào). 2018(05)
[4]基于非支配排序遺傳算法的塔機(jī)有限元模型修正[J]. 秦仙蓉,張氫,劉超,徐儉. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(07)
[5]適用于照明和可見光通信的寬輸入電壓范圍的分段式LED驅(qū)動(dòng)電路[J]. 陳怡,張志義,包宇剛. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(12)
[6]基于聚類思想的加權(quán)條件熵及屬性約簡[J]. 范會(huì)濤,馮濤. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2018(01)
[7]APD陣列探測器在自由空間光通信上的應(yīng)用研究[J]. 李千,吳志勇,高世杰,陳云善,吳佳彬. 激光與紅外. 2018(01)
[8]移動(dòng)場景下一種可見光通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 尹浩浩,董雨晴,鄒倩,沈連豐. 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[9]室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)探究[J]. 徐小華,程德芳,王清. 激光雜志. 2016(01)
[10]用于可見光通信的LDPC碼策略[J]. 朱慶,吳樂南. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
本文編號:3351732
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