[发明专利]一种适配大范围移动高保真光学天线的系统通信定位方法

说明书

本发明涉及一种适配大范围移动高保真光学天线的系统通信定位方法，系统包含应用层、链路层和光通讯层，该方法包括ID生成分配步骤、MFSK调制解调步骤、定位切换步骤和时隙调度协作步骤。通过本发明，尤其光学接收天线具有类似于无线通信中天线所具备的小型化、大视场、高增益、抗干扰能力强及适配大范围移动等性能，从而进一步提高可见光通信光学接收天线的系统性能，实现AGV的双向通信的调度控制功能。

技术领域

本发明涉及一种室内可见光通信定位方法，尤其涉及适配AGV大范围移动高保真光学接收天线和LED灯组网形成的可见光通信定位方法即实现AGV的双向通信的调度控制方法。

技术背景

可见光通信作为无线通信的一项新技术，和电无线通信技术相比具有单点速率高、系统容量大、使用安全性高等优点。

该技术可用于保密单位的保密会议网络系统，地铁车厢内灯光通信，卫星内部、舰船内部无线通信，火箭分离、太空舱内外、深潜舱等设备间的非接触高速无线通信以及人口密集区的高速大容量无线接入，还可以用于物联网领域的多目标、多指令的低成本无线控制。

可见光无线通信相较于wifi、蓝牙等无线技术有着无电磁干扰、节能、安全等优点，但同时光学接收系统在实际环境中的通信性能会受到较大限制。比如，一方面，室外信道环境背景光干扰较为强烈，处于移动状态的光通信设备传输误码率较高，信道以及调理电路噪声叠加严重影响系统性能等；另一方面，传统的光学系统大视野角、大相对孔径的结构设计难度高，所需的镜片数多和系统工作距离相对较大，对于安装和调试都及其不方便，无法满足一些结构空间短小，却又需要大视野角的设计要求。

因此，在可见光无线通信中，光学天线是可见光无线通信非常重要的组成部分。针对不同的无线通信需求，研制出合适的光学天线结构，最大限度的提高系统通信性能，是目前备受关注且亟待解决的问题之一。

本申请人通过潜心研发，提出了一种适配大范围移动的高保真光学接收天线和LED灯组网形成的可见光通信定位方法即实现AGV的双向通信的调度控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适配大范围移动高保真光学天线的系统通信定位方法，该光学接收天线具有类似于无线通信中天线所具备的小型化，大视场，高增益，抗干扰能力强及适配大范围移动等性能，从而进一步提高可见光通信光学接收天线的系统性能，实现AGV的双向通信的调度控制功能。

本发明是这样实现的，即一种适配大范围移动高保真光学天线的系统通信定位方法，系统包含应用层、链路层和光通讯层，所述光通讯层包含若干个移动通讯终端，所述链路层包含若干个通讯控制器和与每个通讯控制器连接的若干个LED通讯灯，所述系统通信定位方法包括下列步骤：

ID生成分配步骤，通过DTMF构建一种位置ID生成机制，即对应每个灯生成两组具有相同幅度不同频率低频fL和高频fH的正弦波组合，将DTMF的低频fL正弦波定义为基频分量，高频fH定义为信息分量，即生成唯一ID号；

MFSK调制解调步骤，对DTMF生成的高低频ID数据字符在载波振荡器上进行频率调制，经调制后发送出去；

定位切换步骤，接收端依据解调出的数据字符与ID分布数据库进行查询得到ID对应的位置信息，完成粗定位；再比较所接收到的各个LED ID数据字符中的各基频分量频率点的信号幅度，在已知LED发射功率的情况下可反推出所述天线内的探测器与LED通讯灯的路径增益，利用路径增益公式推算出探测器的实际位置，完成细定位；切换的判决依据是，通过获取到的接收端位置坐标来确定水平切换的切换执行时机，且接收端信号的强度成为定位精度的决定性因素，当接收端获取到LED ID坐标号及对应的信号强度后，位于LED光线覆盖边缘的接收端会根据接收信号的强弱来判定启动切换流程；