[發明專利]一種基于混合OFDM的LED定位方法與系統

在審

• 申請號: 201710979864.6
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107769851A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 王瑾;黎好栩;曾福江;張曉鋒
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/50;H04B10/516;H04B10/54;H04B10/69;H04W64/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司42238
• 代理人: 付春霞

技術領域

本發明涉及位置定位領域，尤其涉及LED定位方面，更具體地說，涉及基于混合OFDM的LED定位方法與系統。

背景技術

位置服務通過移動終端和無線網絡的配合，確定出移動用戶的實際地理位置，從而提供用戶需要的與位置相關的信息服務。全球定位系統(Global Satellite Positioning,GPS)是目前應用最為廣泛的定位系統，但衛星信號不能穿透建筑物，且室內環境存在嚴重的多徑和非視距干擾，在室內難以實現定位.為了提高室內定位的精度，人們采用了紅外線定位、超聲波定位、射頻識別定位等技術，但傳統的室內定位技術在系統成本、穩定性、定位精度等方面不能完全滿足用戶的需求。隨著發光二極管(light-emitting-diode,LED)照明技術的發展，可見光通信技術(Visible Light Communication,VLC)也得到發展，基于可見光通信的室內定位導航技術成為了研究的熱點。與傳統的射頻定位和其它無線定位技術相比，基于LED可見光通信的室內定位具有發射功率高、定位精度高、使用場合廣、無電磁干擾和節約能源等優點。

然而在實際應用中，LED定位系統都會受到室內環境中多徑干擾的影響，期刊《ournal of Lightwave Technology》于2016年第34卷第10期刊登的文章《Impact of Multipath Reflections on the Performance of Indoor Visible Light Positioning Systems》研究了多徑干擾對定位精度的影響，結果表明多徑干擾會大大降低定位精度，所以多徑干擾需考慮到定位算法中.正交頻分復用技術(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)一直被普遍應用于抵抗多徑干擾引起的碼間串擾問題，并提高傳輸速率。與傳統射頻無線通信不同的是，VLC使用強度調制直接檢測(intensity-modulation direct-detection,IM/DD)，要求以光強為載體的發送信號必須是非負實數。直流偏置光正交頻分復用(direct-current-biased optical OFDM,DCO-OFDM)通過疊加直流偏置獲得非負傳輸信號，較小的直流偏置會引起較大的限幅噪聲，而較大的直流偏置則會降低功率效率。非對稱限幅光正交頻分復用(asymmetrically clipped optical OFDM,ACO-OFDM)僅調制奇載波，脈沖幅度調制-離散多音頻調制(pulse amplitude modulated discrete multitone,PAM-DMT)僅調制載波虛部，兩者均通過零值限幅獲得非負傳輸信號，限幅噪聲只影響未調制載波部分，但零值限幅使發送端一半能量耗費在未調制載波部分，致使ACO-OFDM和PAM-DMT相較于傳統雙極性OFDM有3dB的性能損失。期刊《Journal of Lightwave Technology》于2013年第31卷第7期刊登的文章《Armstrong J.Comparison of ACO-OFDM,DCO-OFDM and ADO-OFDM in IM/DD Systems》提出了一種將ACO-OFDM和DCO-OFDM混合傳輸的方法，提高了傳輸速率。為了進一步提高頻譜利用率并降低傳輸復雜性，期刊《Journal of Optical Communications and Networking》于2014年第6卷第4期刊登的文章《Hybrid Asymmetrically Clipped OFDM-Based IM/DD Optical Wireless System》提出了將ACO-OFDM和PAM-DMT混合傳輸的方法。