[发明专利]一种提高可见光定位精度的方法

权利要求书

1.一种提高可见光定位精度的方法，包括N个发射端和一个用于接收光信号的接收端，N≥4，所述发射端均为LED，N个发射端传输具有相同功率的光信号；所述接收端包括光电探测器；所述发射端基于正交频分多址技术进行可见光传输，所述接收端同时接收N个发射端的光信号，并分别进行定时操作提取信号，通过分析发射端子载波块的平均功率和接收端子载波块的平均功率估算N个发射端到接收端的传输距离，通过估算出的传输距离，舍弃N个发射端到接收端的传输距离其中较大的N-3个传输距离，根据余下3个传输距离实现定位；N＝4，具体步骤如下：

1)给每个发射端随机编号1-N，将发射端编号转换成二进制，每一位二进制数进行曼彻斯特编码，即1用10表示，0用01表示，该二进制编码每一位对应频域的一个子载波，1表示对应子载波携带信息，0表示对应子载波不携带信息，根据该二进制编码获得发射端调制信号第一帧的频域信息；每个发射端上的调制信息分别占据整个频带内互不重叠的1/4带宽；对发射端调制信息进行正交振幅调制，使每个发射端发射的信息功率相同，获得频域信息，将所获得的频域信息加在所述第一帧的频域信息之后，形成完整的发射端频域信息；对发射端频域信息进行厄米特对称操作和逆傅里叶变换处理，产生时域调制信号，该时域调制信号为实数信号；将时域调制信号加到发射端的直流驱动上，产生调制的光信号；

2)光电探测器将接收到的N个发射端的光信号转化为时域电信号，并进行N次定时操作获得定时信息；所述接收端将时域电信号进行傅里叶变换恢复出频域信息后计算出所包含的各个子载波块的相应功率；获取恢复后第一帧的频域信息，分析各载波功率并获取对应的二进制编码，将二进制编码解调得到发射端的各自坐标；通过分析各个子载波块的相应功率，按照式(1)估算N个发射端到接收端的传输距离；

式(1)中，Di表示第i个发射端到接收端的传输距离,i＝1，2，3……N；

P_RX,i表示接收端计算得出的第i个发射端对应子载波块的相应功率；

P_TX,i表示第i个发射端发射的信息功率；

m表示朗伯辐射阶数；

A表示光电探测器的面积；

h表示发射端到接收端的垂直距离；

舍弃N个发射端到接收端的传输距离其中较大的N-3个传输距离，只保留3个较小的传输距离；

3)根据估算得到的3个发射端到接收端的传输距离和步骤2)获取的发射端的坐标，通过最小二乘法估计接收端的位置；

在步骤2)与步骤3)之间进行如下处理：

21)用保留的3个传输距离计算功率分配系数α_PA,i,k，根据保留的3个发射端到接收端的传输距离按照式(2)计算功率分配系数α_PA,i,k，其中，被舍弃的N-3个传输距离所对应的发射端α_PA,i,k＝0；

其中，N’代表参与功率分配的发射端个数，此处N’＝4；

α_PA,i,k代表第i个发射端第k次功率分配系数,i＝1,2,3,……，N’；

G_PA,i,k表示第i个发射端第k次功率分配到达接收端的功率增益,i＝1,2,3，……，N’；

根据功率分配系数α_PA,i,k，在发射端发射的信息总功率不变的基础上，对发射端信号乘以功率分配系数完成功率分配；

步骤3)之后进行如下处理：

重复执行上述1)、2)、21)、3)步骤，重复的次数为10～50次，最终获得接收端的位置。