[發(fā)明專利]一種室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的光源布置方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710113923.1 | 申請日: | 2017-02-28 |
| 公開(公告)號: | CN106961303B | 公開(公告)日: | 2019-03-19 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 吳媛媛;陳健;由驍?shù)?/a>;符小東;何品翰;李莉華;王寅 | 申請(專利權(quán))人: | 中天寬帶技術(shù)有限公司 |
| 主分類號: | H04B10/116 | 分類號: | H04B10/116;F21S8/00;F21V8/00;F21V19/00;F21Y115/10 |
| 代理公司: | 南京君陶專利商標代理有限公司 32215 | 代理人: | 奚勝元;奚曉寧 |
| 地址: | 226463 江蘇*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 室內(nèi) 可見 光通信 系統(tǒng) 光源 布置 方法 | ||
1.一種室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的光源布置方法,用于確定整個天花板平面各位置光源的待計算的發(fā)射光功率參數(shù)及光源種類,步驟如下:
(1)、根據(jù)所述室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的室內(nèi)空間參數(shù)建立三維模型,并將所述三維模型內(nèi)的整個天花板平面上均勻劃分為若干網(wǎng)格,所述每個網(wǎng)格的中心位置(x1,y1)都設(shè)置為光源,各光源發(fā)射光功率Pt(x1,y1)待求解;
(2)、根據(jù)可見光通信接收機活動高度設(shè)置接收平面,指定在所述接收平面上所需要的平均信噪比C,將C設(shè)置為步驟(3)的初始平均信噪比;
(3)、將所述接收平面均勻劃分為若干網(wǎng)格,建立目標函數(shù)F,所述F為所述接收平面上各網(wǎng)格中心位置(x2,y2)的信噪比SNR(x2,y2)的方差,通過使所述F最小化來求得所述天花板平面各位置的光源發(fā)射光功率Pt(x1,y1);
(4)、根據(jù)照明高度設(shè)置照明平面,并指定目標光照度El,判斷步驟(3)中所計算出的所述天花板平面的光源布置能否使所述照明平面的所有網(wǎng)格的中心位置(x3,y3)處的光照度E(x3,y3)都達到所述El;
(5)、當所述照明平面中存在部分網(wǎng)格的中心位置處的光照度E(x3,y3)沒有達到所述的El時,增大所述平均信噪比C,返回步驟(3)重新開始所述Pt(x1,y1)的計算;
(6)、當所述照明平面中所有網(wǎng)格的中心位置處的光照度E(x3,y3)都達到所述的El時,根據(jù)步驟(4)所計算出的各光源發(fā)射光功率Pt(x1,y1),將所述天花板平面的所有光源劃分為第一類光源和第二類光源兩類;
(7)、在所述第一類光源的所在天花板平面的位置(x1,y1),安置相應(yīng)發(fā)射光功率等于或略大于Pt(x1,y1)的商用LED光源作為主光進行室內(nèi)通信和照明;
(8)、通過光學(xué)器件,將步驟(7)中所述商用LED光源發(fā)出的一部分光耦合進塑料光纖并分別引導(dǎo)至所述第二類光源所在的天花板平面的位置,以端面發(fā)光的方式作為輔光光源進行室內(nèi)通信和照明。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的光源布置方法,其特征在于,所述室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)包括可見光通信發(fā)射機和可見光通信接收機;所述天花板平面上的光源種類有商用LED光源和端面發(fā)光的塑料光纖兩種,共同組成所述可見光通信發(fā)射機,發(fā)送相同的光信號以同時實現(xiàn)通信和照明兩個功能;所述可見光通信接收機作為移動終端,可在指定高度的接收平面內(nèi)移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的光源布置方法,其特征在于,所述的網(wǎng)格,形狀為矩形,大小相同,緊密排列無縫隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的光源布置方法,其特征在于,在所述步驟(2)中,所述平均信噪比C能使所述室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)在接收平面達到可靠通信質(zhì)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的光源布置方法,其特征在于,在所述步驟(3)中,目標函數(shù)F為:
其中,N2為所述接收平面中的網(wǎng)格總數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標函數(shù),其特征在于,所述目標函數(shù)F中的各位置的信噪比SNR(x2,y2)是關(guān)于所述各光源發(fā)射光功率Pt(x1,y1)的函數(shù),其關(guān)系為:
其中,γ為光電檢測器光電轉(zhuǎn)換系數(shù),M(x1,y1)為所述天花板平面位置(x1,y1)處光源的調(diào)制指數(shù),H(x1,y1,x2,y2)為所述天花板平面位置(x1,y1)到所述接收平面位置(x2,y2)的可見光信道直流增益,q為電子電量,B為等效噪聲帶寬,Ibg為背景電流,I2為噪聲帶寬系數(shù),Nt為熱噪聲功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的光源布置方法,其特征在于,在所述步驟(4)中,所述的指定的目標光照度El越小越好,但需要滿足室內(nèi)照明標準,即所述El是滿足室內(nèi)照明標準下的光照度范圍的下限。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的光源布置方法,其特征在于,在所述步驟(6)中,所述第一類光源發(fā)射光功率較大,所述第二類光源發(fā)射光功率較小,所述第一類光源的發(fā)射光功率大于所述第二類光源的發(fā)射光功率。
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