[发明专利]一种多路光源光谱的设计方法及系统

说明书

本发明公开了一种多路光源光谱的设计方法及系统，其中方法包括：获取色移键控星座点的数量、照明约束条件、第一目标函数以及迭代关系式；初始化若干组多路光源的光谱信息，对其中至少一组初始的多路光源的光谱信息执行以下步骤：获取上一个多路光源的光谱信息，结合上一个多路光源的光谱信息和迭代关系式获得下一个多路光源的光谱信息；根据下一个多路光源的光谱信息获取本组优化的多路光源的光谱信息，根据本组优化的多路光源的光谱信息获取最终的多路光源的光谱信息。本发明提供一种多路光源光谱设计方法，在给定照明和辐射功率约束下，获得优化的色移键控通信系统性能所需的多路光源，从而提高通信质量。本发明可广泛应用于通信技术领域。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多路光源光谱的设计方法及系统。

背景技术

近年来可见光通信技术受到了广泛关注。可见光通信采用照明用的发光二极管作为通信的光源，旨在实现通信照明的一体化。目前可见光通信的物理层标准中基于单路白光的可见光通信通过数据包协议来避免光源在通信过程中的潜在闪烁以提高照明性能。相比于单路光源可见光通信，多色光源可见光通信不仅能提高通信系统的传输容量，还具有一定的调节照明参数的能力，例如在稳定照明亮度的同时调控光源的整体色度，因此显示出巨大的应用潜力。

在多色可见光通信中，通常采用色移键控调制技术来保证光源的照明兼容性，即稳定的亮度和色度。具体而言，各路光源分别发送不同色度的信号，各路信号在同一时刻的发送符号也不同，但是各路光源混光后的信号在任何时刻或者经时间平均后仍可以保持稳定的视亮度和色度。目前色移键控技术已经被纳入可见光通信的相关标准中。该标准中给出了一组推荐使用的三色通信光源，通过求解色移键控星座图的布局问题得到该光源在满足照明要求下的最优的星座布局，从而提高通信的传输质量。另一方面，目前市面上存在多种不同中心波长及半波宽的发光二极管器件，均可作为多色可见光通信的光源。但是当前的色移键控调制技术通常是基于特定的发光二极管，在光源的光通量、色度等照明要求下，获得最优的色移键控星座图以提高通信性能。此设计方法并没有考虑多路光源的光谱分布对通信性能的影响，即不同的多路光源光谱得到的最优的色移键控星座图以及相应的通信性能是不同的。在实际应用中，我们通常只需要在给定照明和功率约束下实现优化的通信传输性能，而并不限制光源的选取。此外，目前的发光器件已能够通过半导体技术实现一定范围内的光谱调控，市面上常见的发光二极管厂商能够提供整个可见光范围内的产品，并能根据客户对光源光谱形状的需求定制所需的发光二极管。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种多路光源光谱的设计方法及系统。

本发明所采用的技术方案是：

一种多路光源光谱的设计方法，包括以下步骤：

获取色移键控星座点的数量、照明约束条件、第一目标函数以及迭代关系式；

其中，所述第一目标函数是以发射端的色移键控星座点的位置为其中一种自变量的函数；所述第一目标函数的定义域，在所述照明约束条件下，是以多路光源的光谱信息为其中一种自变量的函数；

初始化若干组多路光源的光谱信息，对其中至少一组初始的多路光源的光谱信息执行以下步骤：

获取上一个多路光源的光谱信息，结合所述上一个多路光源的光谱信息和迭代关系式获得下一个多路光源的光谱信息；

根据下一个多路光源的光谱信息获取本组优化的多路光源的光谱信息，根据本组优化的多路光源的光谱信息获取最终的多路光源的光谱信息；

其中，所述迭代关系式使得根据下一个多路光源的光谱信息获得的第二目标函数的值，相比根据上一个多路光源的光谱信息获得的第二目标函数的值，更趋近于以多路光源的光谱信息为自变量获得的第二目标函数的极值；或者