吴兴邦 1,2,*文尚胜 1,2华珺 1
作者单位
摘要
1 华南理工大学 材料科学与工程学院, 广州 510000
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广州 510000
为了提高室内定位精度, 实现三维定位, 提出一种基于蚁群算法的的可见光通信室内高精度三维定位系统。本系统采用了码分多址(Code Division Multiple Access, CDMA)调制技术,解决了室内可见光通信多信号源之间的符号间干扰.系统中与发光二极管(Light Emitting Diode, LED)光信号源地理位置相关的ID信息码经过直接扩频调制后加载至发光二极管驱动电路, 以光信号的形式在室内传播.光信号经过放大、滤波、采样处理后, 根据码分多址调制技术中扩频码的正交性恢复出ID信息及光强衰减信息.经过计算获得来自不同发光二极管的信号光强衰减因子, 利用蚁群算法的全局搜索性确定最优定位点.引入误差修复因子, 利用蚁群算法的并行搜索性对光强衰减因子偏差进行修正.仿真结果表明, 信噪比为30 dB, 20 dB, 10 dB的条件下, 算法的定位精度分别为2 cm, 4 cm, 8 cm.当计算的精度高于45 cm时, 蚁群算法定位解的搜索效率明显高于遍历法.在10 dB的信噪比条件下, 对光强衰减因子进行修正后100%的测试点都实现了5 cm 定位精度.实验结果表明, 20 dB信噪比条件下, 92.59%的测试点的定位误差小于8 cm, 96.29%的测试点定位误差小于10 cm, 最大定位误差为11.30 cm.经过误差修复后, 96.2%的测试点实现了3 cm的定位精度, 61.6%的测试点实现了2 cm的定位精度.本算法在实现了高精度定位, 减少了获得最优定位解的计算量.
可见光通信 室内定位 蚁群算法 高精度 码分多址 三维定位 Visible light communication Indoor positioning Ant colony algorithm High precision Code division multiple access three dimensional positioning 
光子学报
2017, 46(12): 1206004

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