Исследование методов "слепого" разделения сигнала

LEDЖ#ЯЖ#WЖ шмм

«$: дд^ led жяжжеФ^ййдеййя^ййитйиж шштджеяжжйжд яаджжмямбеяаем д»х^й^й^й«»«^жждд, xwx led £МЖ^ЖФШ^##Ш'Ж^ЖеяЖЖ, ХЯТМ^йИТЙйвйо

^ШЖ^ЮЖЖе; ЙИТЙ; Ш^Ж .

引言

Ш1ЖШеМФ, LEDЖ^Д<^^Й^MЙЖ^ЖrЙ^MД, Ж аяждвф^и, Фййжжжджждиджжййж^ео йдждде№ яйш^мйеяжджд, жфйитй (isi), яатж^д#е^й«До йИФййждждLEDжджжaжей^шдж±-, джжоедш1®й ЙИТЙ (ISI) , Й^ЖеЖ^Д#^ЙЙЖ»ttMДЯLEDЖЖе<ЖЖЙЖо в#LEDжджжеФ, ^мж^Ф^ж^е^йййИФйй®, aw» »»ЖЖ »ДД#00КЖ»ЖФй NRZ ( non-return to zero ) Й&Д RZ ( return to zero ) ,МЖЖЖ OOK_RZ ^Й»Й«»ИД»Хй "^^ий" (ййяжд»»яж) , я^дажд "^^ий" й^#^й ISI, ШЙДДйЙ^шй^ДМ+Жй, ДЖ^^#йД#ДЖ®®ЖДо -. ДДЖФЖOFDM (E£MW Д^, OFDMДISIЙ^^, ^-Д®й«фOFDM^Я^И^ЛЖ^Ий, Ж^ Й@ЙISIо

^TLEDжжейИтййжйЖйй%^^йж^й%^a, ажйжядя дй^дй^ж^^^йФ^лд, д^^^«ш^^##ао tED^®e*e^e ш^яйеямааФ^ж^еяй#яйж^жея (±ежея^дееяж^ жея), жеядежФ^йд#*^, д#й>еядд^о ждфджфтф шея^ЖйДй^LEDжжеeteЖйж^жеяйе^ж, мя^^ж^жд# ея, ж^деея^^йитй,й№ж^й^й^, джsйLEDжжейwжtt о 1 . ®тт^шжвй#^^^#^жж^

^#^Ж^йЖЯЖ^й, ^^Ж^йЖЯЖМ-ф^М^Жйй®, ДДЛЙ йжй^дйй®, ад^^ж^жяжйд^^йшжоед-^ядж^Ф, # ^жжфжм^ж» й№д^хд#жо вдеяйджвмжд-^йжида , ждйййдв^дФййеяждийджжждд^Фй, дджйждйя мтй^ш^, д#д^яйжжеяж#мдф>еядижФй^й4йо дд ж%йLEDжжедeжжФжш^ж^яйжеяФддsжм^еядй, жж ^яеямаа#®>^д^дмжядй, ждйФжде^й, дж#йжжш д„

#йжжжждджмд®мжжхяжео ффжм#йжжш®дяж, ж едж^^м^я^^@#^ж^ея#м^д^одж, дд#жжм#йжжш мае^д^д^^о ФSФййжж$йяжжджLEDжжеджжйжжже яаеяЖо

1.1 МЙ^ЖЖ^ЙШЖ

МТ#^Ж^ЙЖВ^^ЖЖ^<М^Ж^Й^Й: МЙ^ЖЖ^^^Й#

N,

Х1 (t) = У a (i )5 (t - i) + 2 b (i) 52 (t - i) i=0                     i=0

N 3

x2 (t) = У c (i)Si (t - i) + У d (i) S 2 (t - i) i=0                     i=0

Хф a ⁽ i ) _>  b ⁽ i ) _>  c ⁽ i ) _>  d ⁽ i ) j^WW^mMM

#Ж(1)> ^(2)^^Z^^^M:

X1( z) = H11( z) 51( z) + H 12( z) 52( z )

X2(Z) = H21(Z)51(Z) + H 22(z)52(Z)

Хф H11 , H12 , H21 , H 22 ^^^Ж^#^ a(i) > b(i) > C(i) > d(i) WZ»> к 51 (z) = H11 (z) 51 (z)       52 (z) = H 22 (z) 52 (z) Wn (z) = H12 (z) / H22 (z)

X                                     ,                                        >>

W ^{21( z} ) = ^{H 21( z} )/ H ^{11( z} ) , ^^(3), ^(4)<ж^$^

X 1( z) = 51( z) + W12( z) 52( z)

X 2( z) = W21( z) 51( z) + 5 2( z)

^^ ^S 1 ⁽ t ) = ^Z 1 [ ⁵ 1 ^{( Z )]} , ^S 2 ⁽ t ) = ^{Z 1 [ 5} 2 ^{( Z )]} , ^ ^S 1 ⁽ t ) , ^S 2 ⁽ t ) ^^^^^^, ^ ^^ЖТ^В^^^Ж#®, М#й#М>В#о ^^^в^^^в^ям«ш«± МЖ^Й, М^и^»В#М^#о ЖЖ, ЖМФЙЖПИ^Й^ЖЙ# ^W 2 ^{( z} ) >  W 21 ( Z ) _о

Ф(5). (6)^, жгоажж^»в#шжв#юж^:

,                   ”1                     , x1 (t) = S1 (t) + У a (i) s 2 (t - i)

i = 0

,                    ”1                    , x2( t) = s 2( t)+Уb (i) s1( t - i)

i = 0

_Хф a ( i ) = Z ^{- 1} [ W 12 ( z )] ,

b ( i ) = Z ^{- 1} [ W 21 ( z )]

^-1ГгФ         Д(;\—7^Х\ЛХ7

₄ ^{c (} i ) = Z ^[ W ^{12 ( z )]} , ^{d (} I ) = Z ^{[ W} 2^{1 ( z )]} ^^^^^ЖЖ^^Л^Ш^^Й^Ж

Ж^:

” 1

У 1 ⁽ t ) = x 1 ⁽ t ) - У ^{c (} i ) x 2 ⁽ t - i )

i = 0

n ₂

У 2 ( t ) = x 2 ⁽ t ) ^-E d ⁽ i ) x 1 ⁽ t — i ) i = 0

#A (7) . ^ (8) ^A (9) . (10) ЖА, ^«ez^^#W:

Y ( z ) = [ 1 - W 12 ( z ) ] 5 1 ( z ) + [ W 12 ( z ) - ^ W 2! ( z )] 5 2 ( z )

Y 2 ( z ) = [ 1 - W 21 ( z ) ] 5 1 ( z ) + [1 - W T 21 ( Z ) W ₂₁ ( z )] 5 2 ( z )

^(11). А(12ИШТЖжЖШШ^Ш®о йшт^жиш

-ж ж,

				▲
		-Ж2	—

ж

®1Жж^^0

• 1.    2 Ж^МЖЯ^^^

• 2.    1. ^Ж«МШ£

  ^М#2

  

  й3Ж^Ш&а^Й®

  
  

• 2. 2, жжааж

6^ (11) ^ (12) ЯШ» ^МЖж^М^Ш ^{Y ( z} ) . Y²( ^z) tt^

жMi М« 0 мжжйй Й» , Ж Ж W 12 ⁽ z) W 21 ^{( z}) #1, ^М:

[ W 12 ( Z ) — W 12 ( Z )] 5 2 ( Z ) = 0

[W 21 ( Z ) — W 2i ( Z )] 5 1 ( Z ) = 0

.

W

.                .

А

W(^z) W 2 ^{( z} ) #1. ^ж^в^ммжжм, шж

A

Ж W 12 (Z ) = W 12 ( Z ) ,

A

W 21 ^{( z} ) = W 21 ^{( z} ) , ^-^^йж#^ж^в^жжм i M

Ж, Жж^М$ЙВ^:

Y ( z ) = [1 - W 12 ( z ) W 21 ( z )] 5 1 ( z )

Y 2 ( z ) = [1 - W _a( z Ж z )] 5 2 ( z )

й±ЖМЖ№М№: ЙЖжЙ#^^Ж^Й^^ЖЖЖЙ#^Ж(Ж ^W 12^{( Z} )

W 12 ^{( z} ) , W 21 ^{( z} ) = W 21 ^{( z} ) ), а^ит#^жжв#мжж_о мй1й$^$У: ^

#жв##Ж1^мажж, а^йа^яв#жжм<#(ж W 12^{( z} ) = W 12 ^{( z} ) ,

A

W 21 (z ) = W ₂₁ ⁽ z ) ). ^^^м^^шВЗДХЯ^, в#^в^#жю

M^^WS. ЖбЖЙТ: А^ЖВ#АМ#^М№В#^ЖАЙА№, BR

R_v „ (т ) = 0 , V t g ( -да , да ) y ₁ y ₂

(хф, R y i y ¹¹ м y ¹, y ² йшйайш, ^^йж^^в^^ж^ж^. мт N 1

R y i у 2 ( т ) = 0, Vt е(- N 1 , N 2 )                                       ₍₁₈₎

ХФ№> N2>#MM. ЙТ^Й^Й^М^М^^, Ж (18) ШЙ, ^ # (17) АЖА. (9). (10)^^^^^^^:

N 1

x i ⁽ t ) = У 1 ⁽ t ) ⁺ S c ⁽ i ) x 2 ⁽ t ^- i )

i - 0

N 2

x ₂ ( t ) = У ₂( t ) + S d ( i ) x ₂ ( t - i )

i - 0

# (19) ^. (20) ^^A(9)^. (10)A#:

N 1        N 2

N 1

У 1 ⁽ t ) = x i ⁽ t ) ^- S ^{c (} i ) S d ⁽ j ) x i ⁽ t ^- i ^- j ) - S ^{c (} i ) У 2 ⁽ t ^- i )

i - 0       j - 0

N 2        N 1

i - 0

N 2

У 2 ⁽ t ) = x 2 ⁽ t ) - E d ⁽ i ) E c ⁽ j )x 2 ⁽ t - i - j ) - S d ⁽ i ) У 1 ⁽ t ^- i )

i - 0        j - 0

N 1

w ( k ) = 6 ( k ) - S c ( i )d ( k - i ), k = 0,1,

A                i - 0

i - 0

...

, N 1 + N 2 ,

ХФ

,

И-ШШМ, ж

(21) ^. (22) ^w^:

N , + N ₂                      N ,

У 1 ⁽ t) = S w ^{( k} ) x i ⁽ t ^{- k}) - S c ⁽ i ) у 2 ⁽ t ^- i)

k = 0

i - 0

У 2 ( t ) = N S N' 2 « ( k)x 2 ( t - k ) - S d ( i ) У 1 ( t - j )

j ^{- 0}                   j ^{- 0}                                              (24)

AE{[У1(t)]2}ЖЖФШ^, Ety1(t)]2}М^Й#^^c(i) м#ж^а#, bp

'⁵ ( ^E { [ У 1 ⁽ t ^{) ] 2 }} ) ^ d ( c ( i ))

V i € [ 0, N 1 ]

= 2 E { У 1 ( t ) у 2 ( t - i ) } = 0

I^S^M:

^d ( ^E { [ У 2 ⁽ t ) ] ² } )

d ( d ( j ))

= 2 E { y ₂( t) y i ( t - j ) } = 0

V j g [ °, N 2 ]

(25) > ЙЖЖ«, Ж

(26) Ж, ЙЖ^ЖЙЖЖШ ЙМФ^Ш^Ж^Хй^еЖ^М

У 1 < t ) 1 y 2 ( t -т ) , V r e [ - N , , N 2 ]

йй^ЖМ^ШЮ, ЙЖЖ$ЖЖЖЙ^М«Й. ЙЙ

^{E { y} 2 ⁽ t ^{) ] 2 }} ЖЖЙШ^, №#Я:

^R y₁ У ₂ ^{( т} ) = ^E [ У 1 ⁽ t ) У 2 ⁽ t - ^т ) ] = °’ ^{V т e} [ - ^N 1 ’ ^N 2 ]

^{E {[} У 1 ⁽ t ^{) ] 2 }}    ^

(28)^^^й(27)^о ЖЖ, Ш(27)^^^№, Ш(28)ЖЖЙ. Ж^ЙЖЖ&Ж^Ж «ЖЖ. ЙЖЖЖШЙ: Й ^{E {[ у} 1 ⁽ t ^{) ] 2 }} ^ ^{E { y} 2 ⁽ t ^{) ] 2 }} ^ЖЖЖйШ^, ^шеж^х^^й^еж^мж^й^й, ^йят^^еж^жмм#. ®й± жйж^ж№, мтжйшжжи'М:

J i = ^min ( E ^{[ y i ⁽ t ^{) ] 2 }} )

J = 1 J 2

= m ^^{( E {[} y 2 ⁽ t ^{) ] 2 } )}

i = 1,..., N 1 ; j = 1,..., N ₂

Й (29) ^ЖЙЖ, ^ж^^й^шеж^м^ежй№#. #(23)^> (24)^

^^^А(26)^> (26)^#:

E 1

N i + N 2                         N i

^ w ⁽ k ) % 1 ⁽ t ^- k ) ^- 2 c ⁽ i ) У 2 ⁽ t ^- i )

k = °                            i - °

У 2 ⁽ t ^- i ) г = °

E 1

N i + N 2                      N 2

^ Д ^{( k} ) X 2 ⁽ t ^{- k} ) ^- ^ ^{d (} i ) У 1 ⁽ t ^- j )

к - °                         j - °

У 1 ⁽ t ^{- j} ) г = °

^^MW^^Wiener-

Hopf^@(^^^@), ЙЙЙТЖЖЙ#^ЖЖ^^#ЖЖ<Ж

ЙЖЖ^, Й^й

W^H^#^^aS#^Wiener^#^W, ®^^Т#^Ж^ВЖМ^Ж. ЖЖйЖ

B^LMS#^^#Wiener-

Hopf^S, ^ЖЖЖШЖЖ J ЖЙЖЙШ, АЖ^^Т#^Ж^ВЖМ^Ж. #(9) ^> (10)^^ЖЛВЖЖЖ(29), ^^Жй^^$^^МШ^^, Жй#1Ж№ЖШ ЖеЖ^^ШШ#:

d J

A c ( i ) = —1- = 2 y ₁ ( t ) x ₂ ( t - i ), i = 0,..., N 1 о c ( i )

A d ( i ) =      = 2 У 2 ( t ) x ( t - j ), j = О,-, N 2

о d ( i )

^x 1 ⁽ t ^{- N} 2 ) ] >

Wi =[c(1),...,c(Ni)]    W2 =[d(1),...,d(N2)]    Xi(t) = [Xi(t), v                          x                             >

^X 2 ⁽ t ) = ^{[ X} 2 ⁽ t ⁾’-"’ ^X 2 ⁽ t - ^N 1 ^{) ]} , ^^^^^.

W 2 ( t ) = W 2 ( t - 1) + ^ У 2 ( t — 1) [ X 1 ( t — 1) ]

W 1 ( t ) = W 1 ( t - 1) + А У 1 ( t - 1) [ X 2 ( t - 1) ]

Жф ^ ¹ , ^ ² Мф^, W¹⁽t ) , ^W 2 ⁽ t ) ^ W ¹ , W ² ^ t ^^ЙВ^Ш ^±Ж^, ЖЙЙ^ЯЙЙ^Т:

1> ^^^, ^ W ¹⁽⁰⁾ >  W ²(⁰⁾ >  ^{M 1} x ^ 2 x К^Ш;

2> МЙ^Ж^^Ж, ^^^Ж^Л(33)> (34)Ж^^ШЖЙМ^^Ж^ W 1 ⁽t ) x W 2 ( t ) _;

3x Я^, #ЙЙ^##^Ж W¹⁽t ) x ^W 2 ⁽t ) ^A(9)^x (Ю)А^ЙАЖ^Ж^ # =

2x Ж^А^^АЖ^Ж

®2^ШТЬЕП^ЯВй^ФЖё, <^№-й^^ле^еоок^^, iLEDA^ мжж, аа^йвш, ^е^^^А^^^^^^, шажж^ж ^{X (} t ) ож®ж ж^ж^в^ ^{X (} t ) жжвж^я^^мжжеАЖо г^ш^жйж^мм^ш^ ^й^^^М, ет^Д±®^ШйЖ^ййе^Ж^А^о

@2 ЬЕПЖЯАЯВШЙ

ЖЖЖШЖШЖа, ШОЖЖЖЖ ⁶ m ^{х 6} m ^{х 3} m , №Фьвп^^^й^^^± , ношж saaaasaa, жжжж 0-5 m о ^ж#мж1.

Ж1 аж#ж

аж#ж	аж#жа
ж^^жж	IM-DD
аа^^жж	OOK
ж®жж	100Mbps
L х W х H ( m )	6 х 6 х 3
saaFov/cs)	60
PD®^/ cm 2	1
Ж^^$ЖЙ	1
Ж^^^^^/( A • W )	0. 53

' X i ( t )'	=	" h 11	h i2 "	®	' S , ( t )'	+ N ( t )
v X 2 ( t ) ,		_ h 21	h 22 _		1 S 2 ( t ) J

ЖФ N ( t ) №5Ж№. Т®^^ЖМ®^ШМЖТМ^^##М^ЙЖ е^ж«

H      1.87 z ^{- 1} + 0.2 z "2 + 0.016 z - 3

z = _ 0.53 z ^{- 1} + 0.03 z - 2 + 0.001 z - 2

№№T:

0.62 z ^{- 1} + 0.03 z ² + 0.002 z 3

1.64 z ^{- 1} + 0.22 z^-2 + 0.011 z "3

жам^

1> ^^^, W¹⁽⁰⁾ =0> ^W 2 ⁽⁰⁾ =0> ^ 1 =0.00K ^ ² =0.001;

2> МЖ^Ж^^Ж, #^ЙШ^Л(33)> (34) м^#м^м^й#^^ ^W(t ) W 2 ( t ) _;

3> AffiA, #ЖИЙ#^ЖЖ ^Wt )

#=

^Ж^Ж^®3> Й4> №о

>

W ²( t ) ^Л(9)^> (10)А#ЙЖЖ#ЖЖ

№^ЖВ^й

2. 3. ВЖ^Ж^#

1. ДМЖЖЖЖ^Ж»:

жтжж^южжж, жф^жвж^жвжмй^жж ^{Z j} ФЖ^ЖЙЖ^ ^fo, МФ:

Z = Z ж , S j ) =

MM

Е y ⁽ t ) s j ⁽ t ) Л1 t = 1                   / V t = 1

M y 2 ⁽ t ) Е s^{2 (} t ) t = 1

ж

y. = cs j

c ЖЖЖ^ ^{Z j} = ¹ , ЩЖ^ЖЖ^Ж^Ж^^ЖЖ^^^#; ж ^y i Ж s j ffiSM^^,

^{Z j} = 0 . жаж^, йй#^ж^^^й#^ж^^#е#^^<й^<-ф^жш йФ1, мжжж^жжфо, м^^и^ж^^ж^жж^^яш.

ЖЖЖЙМЙ^ЖЖ ^Z Ж:

Z =

0.9995 0.0104

°-⁰³¹⁸ °-⁹⁹⁹² J , Дй^^ЖМЙ^ЖЖЖ

Ж#ЖЖЖ#йЖЖе#МЖ^ЖЖЖ#Ж

2 . АЖ^Ж^е ^ФЙЖ>Ж:

Т®АЖ^е^й^Ж^^Ш^»-ТЖе^^ЖЖ^^^е^№^ЖЖЖ.

#^^^е^й^^ж^й. жоок^^ж^ф, Ж^Ж^ЖВЕИ^В^ЙШ^-Т^Ж:

BER = Q ( 4SNR )

1     ” ^y

Q = ^=J e ^/2 dy

МФ_ЙЖ   ^{2 П} x , ьеп^^^^^Ж^^^Ж^В, ^^LED^^A

ФВЖЖЖЖ, «х^^ж

X ( t) = P_t (1 + A m sin ® t) + P amb P r

.

&Ж P t AAAMATOW A m АЖ^й^Ш^ ( A m " 1 ) о №№ЙММ ASS R ⁽ t ) = P r ^{(1 +} A m sin ^ ) ⁺ P amb , ^P ASHMAN WW ^b A A ОЖЖАМАЙА ШйёМАйЖЙМА») АЖ ОАЯШМ^б AAA R , МЛ^^ЖМАЖЖЖША:

Y ( t ) = R ( P r + P amb ) + R • P r A m sin ^ t

LEDA®gA®A#^®AA^PiNAA«#^, й^йАШ^^й^йА^^Я

АйМйАа^^^Айа^^А i circ ^аж^ймк^^Ао ®аж^аа#®ж

R b Й№№айТААЖ:

SNR = P sgna¹

P noise

1 _     A 2 ( R • P r )²

2 i crc + 2 qR . ( P r + P amb )R b

жф q Аааай, ^ic- Аа^^ямаййжш, ^^^x^^swm^tw

, ААаайАА:

SNR =---^-^

4 qP amb R b

жйхшв^й^^^жм^ж^^^ш^м^шмв^же^ж, а^ж^а

^ A toffl^A ffl6, ®ФM^^AAЙМ«Ш^Ж^<МШ^ЖМЖААйААйА жажжйййоок#^# ж a# мй ^ аамй ^ ®, ^а*жмш^ж мжа АВАВАЖйАЖ^^МЖеоокМ^^ШВАМВ^йА^Жйа®, ДйФа ^^^»Я$^^й^№ММ#Т, а®а^^йАЖ#йАЖМЖ^МШ^Ж^А ©АХ^ааАЖЖй^ЯМ^^МА^Жо^Ж^Ш^ЖЖЖАЖМ^^МЖАА ЙАМАЖй^Ж^, &МТ^ад^ЖТ^> MAA^AMiMo

^6 е^ажА^жйа

3> Ф^

жжтм^#®ж^#жж£М1тявш&ж№^в^жет# ж, ^м^ж^жжетАМФ^шжет^#, -мажвд^дж^дймж жджддй, жйж&ш#»<-ф^жй#^ь ддджй№^, д Ж»ЖЖ ®МДЖЖПШЗШДТДД, «ДШ^ДЖДЖМДтй ^В^ййЖ^Т, Ж^Ш^Ж^Ф^ейЖ^ЖЖйМЮЖ^Ш^Ж. ®й жддд^жйндыгож, ждждйжйд^йжд^дджййтджй^ Ж, Й^Т^^ЖЙ.

#汫

• 1.    Toshiki HARA,Shinya Iwasaki, Tomohiro YENDO. A New Receiving System of Visible Light Communication for ITS.IEEE. 2007:474-479.

• 2.    Toshihiko Komine,Masao Nakagawa,Integrated System of White LED Communication and PowerLine Communication.IEEE Transactions on Consumer Elrctronics,Vol.49,No.1,FEBRUARY 2003.75-79.

• 3.    T.Komine,M.Nakagawa. Performance Evaluation on Visible–Light Wireless Communication System using White LED Lightings[J].The 9th IEEE Symposium on Computers and Communica-tions.vol.1,June.2004,258 ~ 263.

• 4.    Tanaka,T.Komine,S.Haruyama,et al.Indoor visible light data transmission system utilizing white LED lights[J].IEICE Trans on Communications,vol.E86-B,No.8,Aug.2003,2440 ~ 2454.

• 5.    Xiaohan Liu, Hideo Makino, Suguru Kobayashi, et al. Design of an Indoor Self-Positioning System for the Visually Impaired- Simulation with RFID and Bluetooth in a Visible Light Communication System IEEE 2007:1655-1658.

• 6.    Tiemin Mei,Fuliang Yin.Blind separation of convolutive mixtures by decorrelation[J].

• 7.    !®Л, Ж№Ж S®*ffi^NU®#SWt Ж@#». ^^^^^Ж[J]. 2006.

• 8.    №1Ж, K^S, ^®®. 6*LEDM^^ffl№Sfi$M»eW%[J]. ЖЙЛЙВ. 2006, (7), 673679.

• 9.    #№^.Ш®^^Ж> e^M^RFSKe^a^SftW%[D].^M%»^^,2006.

• 10.    Я®, ®®Ж. ШЖ^Ж^ШЙ#®. ^Ж^Ж. 2002, ®4jfi.

• 11.    ЖЖ^^. -^^ЙВ^Ж^ЖЙД^#^ . ^Ж^Ж. 2001, 29(10):1392

Elsevier,Signal Processing,2004,vol.84:2297-2313.