【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及可見光通信，特別是一種可見光通信系統最大似然信道估計方法。
技術介紹
1、可見光通信(visible?light?communication,vlc)系統采用強度調制/直接檢測技術，以光強作為信號傳輸的載體，本系統采用的調制方式為dco-ofdm(direct?currentbiased?optical?ofdm，直流偏置光正交頻分復用)調制。目前vlc系統的信道估計算法大多將射頻通信中的信道估計算法直接應用于vlc系統中，并未考慮可見光通信系統的信道時域響應為實數的約束，因而可能出現錯誤估計或估計精度較低。當系統中噪聲服從高斯分布時，可見光信道的最大似然估計問題等價于求解線性方程組問題，求解中主要的計算復雜度在于一個l×l階矩陣求逆運算，其中l為可見光通信系統的信道時域響應最大長度。精確的矩陣求逆方法，如cholesky分解法復雜度為o(l3)，復雜度較高。采用gs(gauss–seidel，高斯-賽德爾)迭代求解線性方程組，避免了復雜度較高的矩陣精確求逆，復雜度為o(l2)。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種可見光通信系統最大似然信道估計方法，本專利技術方法不僅能夠使得可見光信道的最大似然估計值滿足實數約束，而且無需進行精確的矩陣求逆運算，降低了信道估計的復雜度。
2、本專利技術為解決上述技術問題采用以下技術方案：
3、根據本專利技術提出的一種可見光通信系統最大似然信道估計方法，針對可見光通信系統
4、作為本專利技術所述的一種可見光通信系統最大似然信道估計方法進一步優化方案，具體步驟如下：
5、步驟a：建立可見光通信系統的信道估計模型a1：
6、y＝xbh+w
7、其中，y表示n×1維頻域接收信號，n表示子載波個數；x表示頻域發送信號構成的n×n階對角矩陣；b表示n×l階dft變換矩陣，l表示所述可見光通信系統的信道時域響應最大長度；表示可見光通信系統的信道時域響應，表示實數域；w表示n×1維復高斯白噪聲；
8、步驟b：求解所述信道估計模型a1，具體步驟如下：
9、步驟b-1：將所述信道估計模型a1中頻域接收信號的實部虛部拆分后組合成新的矩陣，則所述信道估計模型a1轉化為模型b1：
10、
11、其中re(·)表示取實部操作，im(·)表示取虛部操作；
12、步驟b-2：對于步驟b-1得到的模型b1中，記則模型b1等價為模型b2：
13、
14、其中，表示2n×1維實向量；θ表示2n×l階實矩陣；表示2n×1維實向量；
15、步驟b-3：求解所述模型b2的最大似然信道估計，得到模型b3：
16、
17、其中(·)t表示轉置，為h的最大似然估計量；
18、步驟b-4：對于步驟b-3得到的模型b3，記a＝θtθ，a為l×l階對稱正定矩陣，b為l×1維實向量；則求解模型b3轉化為求解模型b4：
19、ah＝b
20、步驟b-5：用gs迭代求解所述模型b4，對矩陣a進行分解：
21、a＝d+l+lt
22、其中d、l和lt分別為a的對角線分量、下三角分量和上三角分量；用于迭代的初始解h0＝d-1b；第i次迭代的輸出hi為：
23、hi＝(λ+l)-1(b-lthi-1)
24、其中，i表示迭代次數；
25、步驟b-6：當||hi-hi-1||2小于門限值ε時，迭代終止，得到可見光通信系統的信道時域響應h＝hi，其中||·||2表示2-范數運算；否則進行下一輪迭代。
26、作為本專利技術所述的一種可見光通信系統最大似然信道估計方法進一步優化方案，步驟b-6中所述門限值ε為10-3。
27、本專利技術采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：
28、本專利技術方法針對可見光通信系統，建立了信道估計模型；為滿足可見光時域響應為實數的約束，將頻域接收信號的實部虛部拆分后組合成新的矩陣；然后將最大似然信道估計模型轉化為求解線性方程組；再采用基于gs迭代的方法求解所述線性方程組，迭代終止后的輸出即為可見光通信系統的信道時域響應的最大似然估計值。采用本專利技術方法，不僅能夠使得可見光信道的最大似然估計值滿足實數約束，而且無需進行精確的矩陣求逆運算，降低了信道估計的復雜度。
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1.一種可見光通信系統最大似然信道估計方法，其特征在于，針對可見光通信系統，建立了信道估計模型；滿足可見光時域響應為實數的約束，將頻域接收信號的實部虛部拆分后組合成新的矩陣；然后將最大似然信道估計模型轉化為求解線性方程組；再采用基于GS迭代的方法求解所述線性方程組，迭代終止后的輸出即為可見光通信系統的信道時域響應的最大似然估計值。
2.根據權利要求1所述的一種可見光通信系統最大似然信道估計方法，其特征在于，具體步驟如下：
3.根據權利要求2所述的一種可見光通信系統最大似然信道估計方法，其特征在于，步驟B-6中所述門限值ε為10-3。
【技術特征摘要】
1.一種可見光通信系統最大似然信道估計方法，其特征在于，針對可見光通信系統，建立了信道估計模型；滿足可見光時域響應為實數的約束，將頻域接收信號的實部虛部拆分后組合成新的矩陣；然后將最大似然信道估計模型轉化為求解線性方程組；再采用基于gs迭代的方法求解所述線性方程組，迭代終止后的輸出...
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