[發明專利]一種多路光源光譜的設計方法及系統

有效

• 申請號: 202110917009.9
• 申請日: 2021-08-11
• 公開（公告）號: CN113691312B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 趙建;陳昊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/50;H04B10/556
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭宏謀

本發明公開了一種多路光源光譜的設計方法及系統，其中方法包括：獲取色移鍵控星座點的數量、照明約束條件、第一目標函數以及迭代關系式；初始化若干組多路光源的光譜信息，對其中至少一組初始的多路光源的光譜信息執行以下步驟：獲取上一個多路光源的光譜信息，結合上一個多路光源的光譜信息和迭代關系式獲得下一個多路光源的光譜信息；根據下一個多路光源的光譜信息獲取本組優化的多路光源的光譜信息，根據本組優化的多路光源的光譜信息獲取最終的多路光源的光譜信息。本發明提供一種多路光源光譜設計方法，在給定照明和輻射功率約束下，獲得優化的色移鍵控通信系統性能所需的多路光源，從而提高通信質量。本發明可廣泛應用于通信技術領域。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種多路光源光譜的設計方法及系統。

背景技術

近年來可見光通信技術受到了廣泛關注。可見光通信采用照明用的發光二極管作為通信的光源，旨在實現通信照明的一體化。目前可見光通信的物理層標準中基于單路白光的可見光通信通過數據包協議來避免光源在通信過程中的潛在閃爍以提高照明性能。相比于單路光源可見光通信，多色光源可見光通信不僅能提高通信系統的傳輸容量，還具有一定的調節照明參數的能力，例如在穩定照明亮度的同時調控光源的整體色度，因此顯示出巨大的應用潛力。

在多色可見光通信中，通常采用色移鍵控調制技術來保證光源的照明兼容性，即穩定的亮度和色度。具體而言，各路光源分別發送不同色度的信號，各路信號在同一時刻的發送符號也不同，但是各路光源混光后的信號在任何時刻或者經時間平均后仍可以保持穩定的視亮度和色度。目前色移鍵控技術已經被納入可見光通信的相關標準中。該標準中給出了一組推薦使用的三色通信光源，通過求解色移鍵控星座圖的布局問題得到該光源在滿足照明要求下的最優的星座布局，從而提高通信的傳輸質量。另一方面，目前市面上存在多種不同中心波長及半波寬的發光二極管器件，均可作為多色可見光通信的光源。但是當前的色移鍵控調制技術通常是基于特定的發光二極管，在光源的光通量、色度等照明要求下，獲得最優的色移鍵控星座圖以提高通信性能。此設計方法并沒有考慮多路光源的光譜分布對通信性能的影響，即不同的多路光源光譜得到的最優的色移鍵控星座圖以及相應的通信性能是不同的。在實際應用中，我們通常只需要在給定照明和功率約束下實現優化的通信傳輸性能，而并不限制光源的選取。此外，目前的發光器件已能夠通過半導體技術實現一定范圍內的光譜調控，市面上常見的發光二極管廠商能夠提供整個可見光范圍內的產品，并能根據客戶對光源光譜形狀的需求定制所需的發光二極管。

發明內容

為至少一定程度上解決現有技術中存在的技術問題之一，本發明的目的在于提供一種多路光源光譜的設計方法及系統。

本發明所采用的技術方案是：

一種多路光源光譜的設計方法，包括以下步驟：

獲取色移鍵控星座點的數量、照明約束條件、第一目標函數以及迭代關系式；

其中，所述第一目標函數是以發射端的色移鍵控星座點的位置為其中一種自變量的函數；所述第一目標函數的定義域，在所述照明約束條件下，是以多路光源的光譜信息為其中一種自變量的函數；

初始化若干組多路光源的光譜信息，對其中至少一組初始的多路光源的光譜信息執行以下步驟：

獲取上一個多路光源的光譜信息，結合所述上一個多路光源的光譜信息和迭代關系式獲得下一個多路光源的光譜信息；

根據下一個多路光源的光譜信息獲取本組優化的多路光源的光譜信息，根據本組優化的多路光源的光譜信息獲取最終的多路光源的光譜信息；

其中，所述迭代關系式使得根據下一個多路光源的光譜信息獲得的第二目標函數的值，相比根據上一個多路光源的光譜信息獲得的第二目標函數的值，更趨近于以多路光源的光譜信息為自變量獲得的第二目標函數的極值；或者