[发明专利]一种基于LiFi技术的多LED发射端定位方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于LiFi技术的多LED发射端定位方法及系统，根据激光脉冲测距原理提供一种光反射通路，LiFi AP端引入测距模块，测距模块根据已知的发送信号和接收到的信号进行相干检测，进而得到PD和终端的距离，再根据空间三角形计算方法得到终端与AP的精确空间位置关系，而AP根据自己的位置信息结合终端与AP的精确空间位置关系得到最终的终端精确位置信息。本发明的基于LiFi技术的多LED发射端定位方法及系统简单、经济、实时性好，同时充分利用下行信号与上行信号的间隔，对LiFi协议无任何影响，既保证了高速通信又实现了定位功能。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于LiFi技术的多LED发射端定位方法及系统。

背景技术

实施基于位置的服务和应用程序（例如室内导航或机会营销）的趋势日益增长，这就需要更精确的室内定位系统（IPS），目前常见的室内定位技术包括无线保真（WiFi），蓝牙，射频（RF），超宽带（UWB），红外和可见光通信（VLC）等。

其中，VLC具有很高的定位精度（PA）和能效，定位成本低，同时还具有抗传统射频信号干扰的能力，成为近年来室内定位技术的研究热点。可见光无线通信（LiFi）定位主要有直接定位和两步定位两种方式：直接定位技术通常非常复杂，但无需事先进行参数估计即可获得最佳解决方案；两步定位方法在第一阶段进行数据提取，第二阶段估计位置，从而给出次优的结果。目前LiFi定位技术主要有接近度，指纹，三角测量，视觉分析和混合算法五种方法。

接近度，指纹和三角测量方法使用光电二极管（PD）作为接收器，需要多路复用过程；视觉分析技术将相机作为接收器，无需多路复用；混合算法使用光电二极管或相机作为接收器，多路复用是可选的。

但将相机作为接受器的通信方式不能和LiFi协议兼容，会导致相机图像传感器速率变慢，无法实现高速数据传输；而使用光电二极管作为接收器的通信方法需要接收端和发送端时间精确同步，对时间精度要求很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于LiFi技术的多LED发射端定位方法及系统，依据光反射回路的精确定位方法，实现高精度定位、快速定位，可应用于多LED发射端。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种基于LiFi技术的多LED发射端定位方法，包括以下步骤：

（1）LiFi终端向LiFi AP接收端发送定位请求，同时将终端调制解调的时间间隔Δt和终端ID发送给AP。

（2）AP根据上报终端ID分配指定的下行测量时隙SL_i。

（3）AP在指定测量时隙测发送已知S_t信号，S_t信号经多个可见光LED发送给终端接收器PD的同时发送给AP测距模块。

（4）终端在指定测量时隙打开开关K将解调后的S_r信号发送给调制器，通过红外LED发送给AP接收端，红外LED信号经放大器放大后发送给AP测距模块。

（5）AP 测距模块根据已知S_t信号和接收到的经放大的红外LED信号进行相干运算并减去终端调制解调的时间Δt，得到通过发射与反射的时间差Δtrx，再通过Δtrx计算相应的距离d_X-AP，d_X-AP=((Δtrx-Δt)/2)*光速。

（6）AP端对多个距离d_X-AP进行空间三角运算得出终端的空间位置，即距离和方位关系。

优选的，步骤（4）所述Sr信号发送时间由测距过程决定。

优选的，步骤（5）所述相干运算为反卷积计算。