[發明專利]一種室內可見光通信中節能照明的優化方法及裝置

有效

• 申請號: 201610012046.4
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105656552B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 田輝;張平;范博;姚中強
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/564
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙)11413
• 代理人: 馬敬,項京

1.一種室內可見光通信中節能照明的優化方法，其特征在于，所述方法包括步驟：

S1：根據室內可見光通信系統中設備硬件和環境因素確定各個物理參量的上下限、預設目標參量以及與預設目標參量對應的平面照度閾值和信干噪比閾值；所述預設目標參量包括：最大化照明均度和最小化發射功率；所述物理參量包括：LED發射功率、LED陣列布局、LED輻射角和接收器FOV；

S2：將每個物理參量對應作為初始解的一個元素，并獲得包含有預設第一數量個初始解的初始解集，其中，初始解集中的每個初始解對應一組目標參量；

S3：對初始解集中的每個初始解對應的目標參量進行p-optimality評估，得到各個初始解對應的目標參量的p-optimality評估值，其中，p-optimality評估值表示為下述公式：

式中，P(x)為初始解集中每個初始解的元素優于初始解集中的其他初始解對應元素的概率，p為預設優化方向控制值，其中，p>1解具有均衡性，0<p≤1解具有不均衡性；

S4：將初始解集中的初始解按照初始解對應的目標參量p-optimality值升序排列，取前第二預設數量個初始解作為選擇解集；

對所述選擇解集中的每個解進行第三預設數量次克隆，得到克隆解集；

以自適應的方式對克隆解集中的每個解進行隨機擾動，得到擾動解集；

對擾動解集中的解對應的目標參量進行p-optimality評估后，再按照p-optimality值升序排列，取前第四預設數量個解作為優化解集；

S5：針對所述的優化解集中的每個解對應的目標參量，計算獲得每個解對應的平面照度值和信干噪比值，將獲得的平面照度值和信干噪比值與預設目標參量對應的平面照度閾值和信干噪比閾值分別進行比較，將平面照度值處于所述預設目標參量對應的平面照度閾值外，或信干噪比值小于預設目標參量對應的信干噪比閾值的解從所述優化解集中刪除；將完成刪除操作后的優化解集作為本次優化結果保存；

S6：根據保存的本次優化結果與上一次保存的優化結果，確定本次優化結果是否趨于穩定，如果是，則輸出本次優化結果，執行步驟S7；否則將本次優化結果的優化解集確定為初始解集，返回步驟S3；

S7：對優化結果中的每個解對應的目標參量進行p-optimality評估，將p-optimality評估值最小的解作為最優解來配置室內可見光通信系統中的對應物理參量。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，步驟S2所述P(x)通過如下方式獲得：

將初始解集中各個初始解通過快排法進行比較，并計算出每個初始解中的元素優于其他初始解中對應的元素的概率P(x)。

3.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述對所述的優化解集中的每個解對應的目標參量，計算獲得每個解對應的平面照度值和信干噪比值通過以下公式計算：

其中，平面照度根據以下公式計算：

E_j＝∑_kE_kj，

式中，E_j為第j個接收器所接收的平面照度，E_kj是經過k次反射徑接收光強，k＝0時，表示直射徑，I(0)是LED發射器中央亮度，是輻射角，θ是入射角，D是第i個LED發射器到第j個接收器的距離，k＞0時積分符號表示在反射面上的積分，D_Ref表示光源與反射面之間的距離，dA_Ref是反射面面積的微分；

信干噪比根據以下公式計算：

式中，SINR_j為第j個接收器對LED信號的信干噪比，σ²是噪聲信號，P_(Signal)j是有用信號，P_(ISI)j是干擾信號，其中，h_ij是第i個LED發射器到第j個接收器的信道沖激響應，conv是卷積符號，X(t)是發射信號，T是接收信號比特周期。