本發(fā)明屬于可見光無線通信領(lǐng)域，涉及一種基于神經(jīng)元均衡器的高速有機(jī)可見光通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在全球?qū)φ彰鳟a(chǎn)品呼吁綠色環(huán)保、高效節(jié)能的要求下，半導(dǎo)體固態(tài)光源照明成為未來照明市場(chǎng)的主流。自1987年鄧青云教授發(fā)現(xiàn)oled(organiclightemittingdiode)以來，經(jīng)過三十多年的研究，其性能及理論研究已獲得迅猛的發(fā)展。目前，oled各單色光發(fā)光器件制備技術(shù)趨于成熟。其中白光oled器件在材料結(jié)構(gòu)、材料選擇范圍、材料純度以及功能可調(diào)性上極具特點(diǎn)，并且涵蓋了led(lightemittingdiode)器件高效節(jié)能、大面積制作成本低等優(yōu)勢(shì)，還包括led不具備的透明性、輕薄性、寬發(fā)光光譜及可柔性的特點(diǎn)。因此，白光oled器件在應(yīng)用前景和器件性能上更具有競(jìng)爭(zhēng)力，將逐漸應(yīng)用于包括建筑照明、廣告牌、便攜消費(fèi)市場(chǎng)、零售展示用照明和居住用照明等領(lǐng)域

可見光通信技術(shù)，作為一種利用發(fā)光設(shè)備發(fā)出人眼感覺不到的高速明亮閃爍的光信號(hào)來實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)男屡d無線通信技術(shù)，具有綠色環(huán)保、無電磁干擾、數(shù)據(jù)傳輸速率大、功耗低等特點(diǎn)，并且，與現(xiàn)有無線電波傳輸手段不同，可見光通信只有在光到達(dá)的地方才能接收到信號(hào)，因此其安全性能高，不容易泄露信息。

將oled應(yīng)用于可見光通信具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，oled的帶寬相比led帶寬要窄得多，這使得在高速通信時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的碼間干擾問題，大大影響ovlc系統(tǒng)的傳輸速率，限制了oled在可見光通信領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中由于oled帶寬限制造成的碼間干擾問題，本發(fā)明的目的在與提供一種基于神經(jīng)元均衡器的高速有機(jī)可見光通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了由于oled窄帶寬造成的系統(tǒng)傳輸速率低的問題，實(shí)現(xiàn)ovlc系統(tǒng)的高速通信。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于神經(jīng)元均衡器的高速有機(jī)可見光通信系統(tǒng)，包括有機(jī)可見光通信發(fā)射子系統(tǒng)10和有機(jī)可見光通信接收子系統(tǒng)20。所述有機(jī)可見光通信發(fā)射子系統(tǒng)10，包括第一可編程門陣列11、oled驅(qū)動(dòng)電路模塊12、oled燈具13。進(jìn)一步地，所述第一可編程門陣列11負(fù)責(zé)對(duì)信息的采集和處理，所述第一可編程門陣列11包括信號(hào)產(chǎn)生模塊111與信號(hào)調(diào)制模塊112；進(jìn)一步地，所述oled驅(qū)動(dòng)電路模塊12的一端與第一可編程門陣列11相連，所述oled驅(qū)動(dòng)電路模塊12的另一端與oled燈具13相連，所述oled驅(qū)動(dòng)電路模塊12將第一可編程門陣列11的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為可驅(qū)動(dòng)oled燈具13的電流信號(hào)。

所述有機(jī)可見光通信接收子系統(tǒng)20包括光電檢測(cè)器件21、接收電路模塊22、第二可編程門陣列23。進(jìn)一步地，所述接收電路模塊22的一個(gè)端口與光電檢測(cè)器件21相連，所述接收電路模塊22的另一個(gè)端口與第二可編程門陣列23相連；進(jìn)一步地，所述接收電路模塊22包括放大電路模塊221和ad模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊222，所述放大電路模塊221將光電檢測(cè)器件21接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，并通過ad模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊222進(jìn)行采樣，進(jìn)而輸入第二可編程門陣列23；進(jìn)一步地，所述第二可編程門陣列23包括神經(jīng)元均衡器231和信號(hào)解調(diào)模塊232，進(jìn)一步地，所述神經(jīng)元均衡器231，其對(duì)光信號(hào)的序列均衡采用多層感知器，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層2311、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層2312和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層2313，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層2311，由系列延遲抽頭組成；所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層2312，由多個(gè)神經(jīng)元組成，這些神經(jīng)元并行，且每個(gè)神經(jīng)元都與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層2311的所有抽頭相連，進(jìn)一步地，所述第二可編程門陣列23將接收到的數(shù)字信號(hào)通過神經(jīng)元均衡器231進(jìn)行均衡化處理，再通過信號(hào)解調(diào)模塊232解調(diào)得到接收信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述神經(jīng)元均衡器231使用反向傳播bp算法進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，所述反向傳播bp算法具體包括以下步驟：

步驟1：初始化神經(jīng)元均衡器的閾值；

步驟2：指定輸入向量x(n)與輸出向量d(n)；

步驟3：根據(jù)輸入向量計(jì)算實(shí)際輸出向量y(n)，然后計(jì)算成本函數(shù)e(n)；

步驟4：若e(n)大于指定值，根據(jù)公式更新神經(jīng)元均衡器的閾值，返回步驟32；否則，神經(jīng)元均衡器訓(xùn)練完成。

式中，ωij(n)代表第n次訓(xùn)練的連接加權(quán)值，ωij(n+1)代表第n+1次訓(xùn)練的連接加權(quán)值，γ代表學(xué)習(xí)速率，表示微分運(yùn)算。

本發(fā)明采用有機(jī)發(fā)光二極管代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)光二極管作為可見光通信信源，因oled相比led所具有的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、使用oled代替led作為可見光通信信源，在涵蓋led器件高效節(jié)能、大面積制作成本低等優(yōu)勢(shì)之外，還包括led不具備的透明性，輕薄性，寬發(fā)光光譜及可柔性等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2、利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為信道均衡器，僅需使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，并不需要對(duì)信道環(huán)境進(jìn)行分析，使系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)單。

3、利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性特性，可以有效的解決因oled帶寬限制造成的碼間干擾問題，大大提高ovlc系統(tǒng)的傳輸速率。

附圖說明

圖1為基于神經(jīng)元均衡器的高速有機(jī)可見光通信系統(tǒng)的示意圖。

圖2為本發(fā)明的神經(jīng)元均衡器的結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明使用的反向傳播bp算法的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

如圖1所示，基于神經(jīng)元均衡器的高速有機(jī)可見光通信系統(tǒng)，包括有機(jī)可見光通信發(fā)射子系統(tǒng)10和有機(jī)可見光通信接收子系統(tǒng)20；所述有機(jī)可見光通信發(fā)射子系統(tǒng)所述有機(jī)可見光通信發(fā)射子系統(tǒng)10，包括第一可編程門陣列11、oled驅(qū)動(dòng)電路模塊12、oled燈具13。進(jìn)一步地，所述第一可編程門陣列11負(fù)責(zé)對(duì)信息的采集和處理，所述第一可編程門陣列11包括信號(hào)產(chǎn)生模塊111與信號(hào)調(diào)制模塊112；進(jìn)一步地，所述oled驅(qū)動(dòng)電路模塊12的一端與第一可編程門陣列11相連，所述oled驅(qū)動(dòng)電路模塊12的另一端與oled燈具13相連，所述oled驅(qū)動(dòng)電路模塊12將第一可編程門陣列11的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為可驅(qū)動(dòng)oled燈具13的電流信號(hào)。所述有機(jī)可見光通信接收子系統(tǒng)20包括光電檢測(cè)器件21、接收電路模塊22、第二可編程門陣列23。進(jìn)一步地，所述接收電路模塊22的一個(gè)端口與光電檢測(cè)器件21相連，所述接收電路模塊22的另一個(gè)端口與第二可編程門陣列23相連；進(jìn)一步地，所述接收電路模塊22包括放大電路模塊221和ad模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊222，所述放大電路模塊221將光電檢測(cè)器件21接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，并通過ad模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊222進(jìn)行采樣，進(jìn)而輸入第二可編程門陣列23；進(jìn)一步地，所述第二可編程門陣列23包括神經(jīng)元均衡器231和信號(hào)解調(diào)模塊232。

如圖2所示，所述神經(jīng)元均衡器231，其對(duì)光信號(hào)的序列均衡采用多層感知器，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層2311、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層2312和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層2313，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層2311，由系列延遲抽頭組成；所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層2312，由多個(gè)神經(jīng)元組成，這些神經(jīng)元并行，且每個(gè)神經(jīng)元都與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層2311的所有抽頭相連。

如圖3所示，所述神經(jīng)元均衡器231使用反向傳播bp算法進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，包括以下步驟：

步驟1：初始化神經(jīng)元均衡器的閾值；

步驟2：指定輸入向量x(n)與輸出向量d(n)；

步驟3：根據(jù)輸入向量計(jì)算實(shí)際輸出向量y(n)，然后計(jì)算成本函數(shù)e(n)；

步驟4：若e(n)大于指定值，根據(jù)公式更新神經(jīng)元均衡器的權(quán)值，返回步驟32；否則，神經(jīng)元均衡器訓(xùn)練完成；

式中，ωij(n)代表第n次訓(xùn)練的連接加權(quán)值，ωij(n+1)代表第n+1次訓(xùn)練的連接加權(quán)值，γ代表學(xué)習(xí)速率，表示微分運(yùn)算。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。