[发明专利]一种基于遗传算法的室内可见光通信LED阵列布局优化方法

权利要求书

1.一种基于遗传算法的室内可见光通信LED阵列布局优化方法，其特征在于：该方法 包括以下步骤：

(1)确定房间的长度和宽度，并以此来构建遗传算法所需的基因信息；依据上述的基因信 息和天花板布置的若干LED阵列个数构建染色体，初始化种群信息；

(2)设置房间的接收平面高度，并将接收平面均分成若干个网格，计算每个网格上的接收 功率，并分别求出整个接收平面上所有网格接收功率的期望和方差；

(3)利用步骤(2)所述的期望和方差计算出种群中每个个体的适应度值F(i)；依照每个个体 被选择的概率执行选择操作；

(4)判断当前的进化代数t是否大于最大进化代数t_max，或者连续t_cont代种群中最优个体 的适应度值未变化；满足以上任意一个条件则转到步骤(7)；若不满足以上任意一个条件，则 令进化代数t加1；

(5)对种群中的个体按照交叉概率执行交叉操作；以种群中的个体按照变异概率执行变异 操作，返回步骤(3)；

(6)找出种群中适应度值最大的个体，根据该个个体解码出每个LED阵列的最佳坐标， 即为优化后的LED阵列布局。

2.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的室内可见光通信LED阵列布局优化方法， 其特征在于：所述的步骤(1)中，以房间的长为x轴，宽为y轴建立坐标系，构建基因；根据 房间的长度信息L和宽度信息W来构造基因库，进而构建染色体，并创建初始种群；设置并 初始化进化代数t。

3.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的室内可见光通信LED阵列布局优化方法， 其特征在于：步骤(3)中所述的适应度计算方法具体过程为：依照公式 F(i)＝dif(i,j)/E{[P_r-E(P_r)]²}来计算出种群中每个个体的适应度值；其中，i为种群中的第 i个个体，dif(i,j)表示两个个体的差异值，E(P_r)表示对接收平面上所有接收点的接收功率求 期望。

4.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的室内可见光通信LED阵列布局优化方法， 其特征在于：步骤(4)所述的“连续t_cont代种群中最优个体的适应度值未变化”的具体过程为：

(4.1)设计变量F_last表示上一代种群中的最好个体的适应度值，F_crrt表示本代种群的最好 个体适应度值；

(4.2)如果F_crrt大于F_last，则令t_cont＝0，F_last＝F_crrt；否则，令t_cont＝t_cont+1,F_last＝F_crrt。

5.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的室内可见光通信LED阵列布局优化方法， 其特征在于：步骤(5)中“对种群中的个体按照交叉概率执行交叉操作”的具体过程为：按 照交叉概率随机从种群中选出两个染色体，并对依照房间的几何特点对染色体分段，然后选 择其中的一段染色体，交换对应的等位基因上的基因。

6.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的室内可见光通信LED阵列布局优化方法， 其特征在于：步骤(5)中“以种群中的个体按照变异概率执行变异操作”的具体过程为：对 遗传算法的搜索空间划分区域，并统计每个区域上的基因个数，找出包含基因数最多的某个 区域，并随机删除其中一个基因；找出包含基因数最小的某个区域，插入一个属于该区域的 基因。