论文部分内容阅读
可见光成像通信系统使用发光二极管(Light Emitting Diode,LED)阵列或液晶显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)作为发送端,一般采用高速相机等CCD/CMOS成像器件进行接收,随后通过处理图像来检测、提取信息。发送信息按一定准则划分优先权后,依不同优先权加载在分集程度不同的各层发送单元上。优先权越高分集程度越高,信息的鲁棒性较高但传输速率相对较低;相反,优先权越低复用程度越高,信息的传输速率较高但鲁棒性相对较低。可见光多层成像通信在兼顾通信有效性和可靠性的同时,可以使信息划分准则更加准确,以适应复杂多样的应用场景需求。本文在分析可见光成像通信的基本原理、结合多进制双层成像通信介绍可见光成像通信分层传输的基础上,对可见光多层成像通信系统的基本模型和编码与检测技术进行了研究,主要研究工作如下:1.通过对可见光成像通信基本原理和系统模型的研究,引入多进制调制优化了可见光双层成像通信信号设计方案,利用最大似然检测算法实现了信息提取。介绍可见光成像通信的基本原理和系统模型,结合分集与复用模式的选取,分析可见光成像通信的信道特性;针对现有双层成像通信系统中下层信号占用功率高但传输速率慢的缺点,将多进制调制引入到下层信号中,利用最大似然检测算法实现了信息检测,通过仿真实验验证了多进制双层成像通信系统的可行性。2.分析了可见光多层成像通信的实现原理,在简单系统模型下,根据信号结构,提出了一种基于最大似然的多进制检测算法。为了提高可见光成像通信对多样化应用场景的适用性,研究了可见光多层成像通信的基本实现原理;在简单系统模型下给出多层成像通信系统的收发端信号结构,结合信号模型,提出了一种基于最大似然的多进制检测算法,通过仿真分析,多进制检测算法具有很好的检测性能,在简单多层成像通信系统中,算法具有相对较低的运算复杂度;从整体和分层两个方面对利用多进制检测的多层成像通信系统进行了性能分析。3.针对复杂多层成像通信系统中多进制检测算法运算复杂度较高的问题,提出了一种基于加性唯一可分解码的编码与检测算法,并对算法的复杂度和检测性能进行了优化。介绍了加性唯一可分解码的基本概念和编码准则;基于编码准则,构建了复杂系统模型下的信号结构,提出了一种基于加性唯一可分解码的检测算法,并给出了优化算法运算复杂度和检测性能的方法,加性唯一可分解检测算法具有低运算复杂度和相对较好的检测性能,更能适应复杂多层成像通信系统下的信息传输;在多层成像通信系统模型下分析了算法的检测性能,设计复杂系统验证了算法的多适应性优势。