[发明专利]基于遗传算法的非朗伯LED空间波束模型拟合方案

说明书

本发明涉及一种可见光通信技术领域，是一种基于遗传算法的非朗伯LED空间波束模型拟合方案，前者包括获得非朗伯LED波束模型的实测数据；构建初始的非朗伯LED波束模型；构建适应度函数，利用遗传算法迭代优化非朗伯LED波束模型，得到最优解；根据最优解确定拟合后的非朗伯LED波束模型。本发明通过构建初始非朗伯LED波束模型，构建适应度函数，利用遗传算法迭代优化非朗伯LED波束模型，得到最优解，实现非朗伯LED空间波束模型的拟合，保证了非朗伯LED光源发出可见光信号的空间分布特性和覆盖效果，并基于遗传算法的特点，降低了拟合过程的计算复杂度，提高了拟合收敛速度，能有效应用于基于非朗伯LED光源的可见光通信应用场景等场景。

技术领域

本发明涉及一种可见光通信技术领域，是一种基于遗传算法的非朗伯LED空间波束模型拟合方案。

背景技术

可见光无线技术所涉及的LED光源本身是照明基础设施，为满足室内、室外、道路、车辆、隧道等不同场景的照明特点，实际商用LED光源通常需要加装反射杯、自由曲面透镜等二次配光元件来构造面向差异化应用场景的定制LED辐射特性。在照明工程领域，此类定制LED在不同空间方位的辐射强度取值可以通过分度光度计进行三维空间逐点实测得到，实测数值能够满足照明覆盖区域的光照分布分析及评估需求。但在基于LED照明基础设施的可见光通信领域，可见光通信系统及网络规划设计人员必须依赖LED空间波束的解析表达式才能构建可见光通信链路的多径传播数学模型，并最终评估可见光通信的覆盖特性和相关系统使能技术的潜在增益，实现基于LED照明基础设施的可见光通信系统的搭建。但基于朗伯LED空间波束模型的分析范式，很难甚至无法适用于众多基于非朗伯LED空间波束模型的系统级或链路级分析。

发明内容

本发明提供了一种基于遗传算法的非朗伯LED空间波束模型拟合方案，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决非朗伯LED空间波束模型不能进行有效拟合的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种基于遗传算法的非朗伯LED空间波束模型拟合方案，包括：

获得非朗伯LED波束模型的实测数据，实测数据包括非朗伯LED波束模型在三维空间中实际测量获得的不同空间方位的辐射强度；

构建初始的非朗伯LED波束模型；

构建适应度函数，利用遗传算法迭代优化非朗伯LED波束模型，得到最优解；

根据最优解确定拟合后的非朗伯LED波束模型。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述所述初始的非朗伯LED波束模型包括波束为圆周对称的非朗伯LED波束模型和波束为非圆周对称的非朗伯LED波束模型；

波束为圆周对称的非朗伯LED波束模型如下所示：

其中，θ为光波束出射方向的俯仰角；N₁和N₂分别为初始设定中所引入的余弦功率函数和高斯功率函数的个数；参数A_1i、A_2i、A_3i分别为第i个余弦功率函数的幅度系数、相位偏移系数和功率系数；参数B_1j、B_2j、B_3j分别为第j个高斯功率函数的幅度系数、相位偏移系数和相位归一化系数；C是高斯功率函数内的指数衰减常数；

波束为非圆周对称的非朗伯LED波束模型如下所示：