基于可見光通信的室內(nèi)定位技術(shù)的研究.pdf

1、基于位置信息的服務(wù)在我們的日常生活中扮演著一個(gè)越來(lái)越重要的角色。而獲取用戶確切的地理位置信息是開發(fā)各類基于位置服務(wù)應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)。對(duì)于室外的環(huán)境，全球定位系統(tǒng)(GPS)得到了廣泛的應(yīng)用，并且在很多情形下定位性能優(yōu)越。然而對(duì)于室內(nèi)環(huán)境，由于墻和高大建筑物對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的的阻擋，使得其定位精度大幅下降，不能滿足室內(nèi)定位的需求。
　　在這樣一個(gè)背景下，研究者們提出了許多新的室內(nèi)定位方案。這些系統(tǒng)主要是基于無(wú)線射頻識(shí)別、紅外線、WiFi

2、、超聲波、無(wú)線局域網(wǎng)和圖像感應(yīng)器等。然而這些系統(tǒng)都有各自的缺陷，比如說(shuō)定位精度不高、實(shí)現(xiàn)成本高和響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等。而最近幾年，基于可見光通信的室內(nèi)定位方案作為室內(nèi)定位技術(shù)的備選方案，贏得了廣泛的關(guān)注。而且VLC系統(tǒng)的發(fā)射源LED燈由于其高能效和耐用性，使其作為傳統(tǒng)白熾燈的替代被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中。相對(duì)于傳統(tǒng)的室內(nèi)定位技術(shù)，VLC系統(tǒng)硬件的易獲取性和耐用性，并且能夠同時(shí)提供照明和通信的功能，所以基于VLC的室內(nèi)定位方案是一個(gè)極具潛力的方案

3、。
　　在現(xiàn)有的可見光定位系統(tǒng)中，采用的不同的距離估計(jì)算法主要有基于接收信號(hào)強(qiáng)度的、基于到達(dá)時(shí)間差的和基于到達(dá)相位差的。而這些系統(tǒng)都是工作在一些理想環(huán)境中，比如光源的功率、朗伯?dāng)?shù)、LED的調(diào)制深度等參數(shù)都是已知的，在這種理想工況下可以達(dá)到較高的定位精度。但是分析這些系統(tǒng)參數(shù)如何影響系統(tǒng)的定位精度對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化至關(guān)重要，同時(shí)，分析系統(tǒng)噪聲對(duì)定位造成的不利影響以及如何有效提高系統(tǒng)的抗噪聲干擾能力，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性也是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。所

4、以本文的主要研究工作如下:
　　1.在考慮系統(tǒng)的照明需求、通信需求和定位需求后，對(duì)系統(tǒng)仿真平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。同時(shí)在傳統(tǒng)質(zhì)心算法的基礎(chǔ)上提出了全交點(diǎn)質(zhì)心算法，它可以充分利用所有的有效信號(hào)源，并且可以避免復(fù)數(shù)解的出現(xiàn)。為了減小噪聲對(duì)系統(tǒng)定位精度的影響并提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，本文借助統(tǒng)計(jì)理論的一些方法，在基于可見光通信的室內(nèi)定位系統(tǒng)中引進(jìn)了最小二乘濾波算法和最大似然濾波算法。仿真結(jié)果表明，兩種濾波算法對(duì)系統(tǒng)的定位精度有所提高。
　　2.通