[发明专利]室内可见光通信LED优化布局方法及系统

说明书

本发明公开了室内可见光通信LED优化布局方法及系统，利用灯具坐标构建粒子的位置矢量，利用速度来更新粒子的速度矢量，采用通信平面上接收光功率的方差作为适应度函数，达到优化接收机功率变化范围的目标。本公开基于灯的位置和数量是影响接收信噪比的两个关键因素。在灯具布局时，在天花板中间放置灯具，可以使通信平面上的信噪比分布趋于均匀。接收功率是影响VLC系统的质量和容量的重要因素，通过粒子群算法求解获得灯功率能够使得系统通信数量提高，从根本上解决了等功率不均匀的问题。

技术领域

本发明光通信领域，尤其涉及室内可见光通信LED优化布局方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，室内LED的布局一般采用主观的布局方式，会导致布局在不同的位置所获得的通信质量不同，继而导致室内可见光布局不够均匀，不能满足客户的需求。

为了保证可见光通信系统的质量，需要有一个均衡功率分布。在室内VLC系统中，用户随机分布在不同的室内位置。如何确保这些用户的位置得到相同的通信质量，如何保证接收信噪比(SNR)的均匀分布对室内vlc通信质量有重要影响。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种室内可见光通信LED优化布局方法，通过深度学习的方法保证接受用户在任意位置得到最好的通信性能，改变LED阵列的位置、发射功率和半功率角实现通信性能的有效改善。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

室内可见光通信LED优化布局方法，包括：

利用灯具坐标构建粒子的位置矢量，利用速度来更新粒子的速度矢量，采用通信平面上接收光功率的方差作为适应度函数，达到优化接收机功率变化范围的目标。

进一步的技术方案，令LED阵列放置在同一平面上，并且具有朗伯辐射模式，每个LED偏压在数据表中推荐的偏压点。

进一步的技术方案，VLC系统中，令通信平面中的每个点都是同样重要的，无论用户身在何处，房间中的用户都应收到相同的信号强度；

LED的总数是N，每个LED阵列充满了N₀个LED，LED阵列的数目为这里采用通信平面上光接收功率的方差来测量接收功率的均匀性，功率方差越小，功率均匀性越高，LED优化布局问题表示为最小的光接收功率求解问题。

进一步的技术方案，求解时，用随机位置矢量和速度初始化J粒子群；

计算所有粒子的适应度；

更新第j个粒子的速度和位置矢量；

计算新位置向量的适应度；

导出的接收光功率的方差满足设定条件的最优解。

本发明还公开了室内可见光通信LED优化布局系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

利用灯具坐标构建粒子的位置矢量，利用速度来更新粒子的速度矢量，采用通信平面上接收光功率的方差作为适应度函数，达到优化接收机功率变化范围的目标。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

利用灯具坐标构建粒子的位置矢量，利用速度来更新粒子的速度矢量，采用通信平面上接收光功率的方差作为适应度函数，达到优化接收机功率变化范围的目标。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：