[发明专利]基于可见光通信的水下图像传输系统及其快速似然盲检测算法

权利要求书

1.基于可见光通信的水下图像传输系统，包括发射端电路和接收端电路，其特征在于：

发射端电路包括控制芯片、运算放大器和LED，控制芯片的I/O端口与电阻R2一端连接，电阻R2另一端连接运算放大器U1的正极，运算放大器U1的输出端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接三极管Q1的基极，电阻R5的两端分别连接三极管Q1的发射极和集电极，三极管Q1的发射极串联滑动变阻器R1，R1串联LED，运算放大器U1的负极连接电阻R3和R4之间，电阻R3和电阻R4串联，电阻R4与电容C2并联；

接收端电路包括二极管D1、二极管D1与电感Rd并联，二极管D1与电容Cd并联，二极管D1一端接地，二极管D1另一端连接运算放大器的负极，运算放大器的负极连接电阻R2，电阻R2串联电阻R3，电阻R1一端连接电阻R2与电阻R3之间，电阻R1另一端接地，电阻R3一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端连接控制芯片，连接控制芯片连接显示模块即显示屏。

2.基于接收端接收的光信号的快速似然盲检测算法，其特征在于：接收信号r关于发射信号s的概率密度函数为：

其中G为信道增益，P_s为发送功率，L为数据长度，根据最大似然译码准则，令概率密度函数为最大的序列，由式(2)可得到：

可见光通信时具有较高的数据量传输，按照式(3)进行搜索计算时具有很高的复杂度，现将其简化，将上式展开合并得到：

根据可见光信道非负的特点和信号取值只有“0”和“1”的情况分析，为确定发射信号s中比特“1”的个数，定义信号的平方和函数为：

L为整数，同时设比特“1”对应的码元最大，对接收到的信号进行排序并求前S项的和：

Q_S＝r₍₁₎+r₍₂₎+...+r_(s),(r₍₁₎≥r₍₂₎...≥r_(S),1≤S≤L) (6)

将式(4)、式(5)代入式(3)中化简整理可得：

式(6)通过极值分析，即可得到信号平方和函数S的判决准则：

根据信号平方和函数S的判决准则，可以对接收到的信号r_(i)进行判决，接收端数据次序判决条件为：

判决函数(7)中第一个极大值为信号完整传输一次的最大值，此函数图像近似为一个凸函数，于是通过判决函数的第一个峰值可以完成信号的解调，这种判决方法进一步降低了计算的复杂度。