室内可见光通信LED光源布局方法研究

发布时间：2020-06-18 08:37

【摘要】：可见光通信(Visible Light Communication,VLC)是一种通过LED高速亮灭发射光信号,接收端解调完成信号传输的通信方式,具有传输速率快、保密性高等优势,已在室内定位等领域取得相当大的进步。室内VLC中LED光源布局直接影响系统信号传输的稳定性和可靠性,因此本文研究了光源布局对系统性能的影响。本文首先介绍了室内VLC系统接收端光电探测器和LED的相关知识,分析链路模型并建模,仿真了5m×4m×3m的长方形平面房间使用4个LED布局的相关数据,得出4LED布局光照分布较不均匀且功率波动大,通信质量差。为了解决这些问题,提出一种适用于长方形房间的双纽线型布局,计算了室内光照度、接收功率、信噪比和误码率,并与相同环境下使用相同数量LED的椭圆型布局、圆型布局和网格型布局进行了对比。仿真结果表明,双纽线型布局照明均匀率为0.80,高于其他布局,接收功率最均匀且波动小,通信质量高,信噪比达到通信要求且有较低的误码率。然后对布局进行优化,在LED光源位置不变的情况下减少单个LED内部芯片个数,保证光照和通信均满足标准同时降低能耗。优化后的双纽线型布局在单个LED使用729个芯片时节约能耗最多,比未优化前降低了79.75%,光照度为388.56～514.64lx,满足室内照明标准;接收功率最低为-1.91dBm,满足通信需求,验证了双纽线型布局的可行性。最后为了寻找更优的布局,在考虑两个目标条件下使用PSO算法对5m×4m×3m的房间使用16LED的布局进行寻优,得到一种UIR为0.90,PDP为0.18,相对更优的布局方法。图[74]表[5]参[59]。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.1;TN312.8
【图文】：

室内可见光通信LED光源布局方法研究

室外VLCFig.3Outdoorvisiblelightcommunication

定位导航,可见光

方法研究”针对光无线通信理论与方法展开研究，目标提高传输速率与性，并应用于多个领域[36]。内 VLC 技术主要应用有两类：室内接入类应用内无线接入类应用实现了室内通信照明一体化，既提供了数据传输也给明。实现室内 VLC 与无线网络之间的快速切换也成为研究热点之一a R, Charan Kumari A 等人基于室内 VLC 系统设计了最优移动系统，降低延迟[37]；Basnayaka 将干扰缓解技术应用于接收端，通过角度分集接收器网络[38]；采用现代优化算法，例如遗传算法、基因算法等来计算 VLCLED 光源的最优位置也是目前较热门的研究方向[39,40]。室内定位类应用于 GPS 室内定位效果差，而室内 VLC 定位具有精准、速率要求低和无优点，受到商用青睐。人们可借助手机精准定位目标（图 4），规划路线[41,况时，救援人员可以快速定位目标；定位仪可提供语音定位服务[43]。

【参考文献】