引用本文:
刘威,陈青辉,文鸿,等. 基于RSS算法的CDMA调制解调可见光定位系统[J]. 光通信技术,2023,47(4):42-47.
刘 威1,陈青辉1*,文 鸿1,邓 锐2,马 杰3,陈 明4,刘克雄1,罗坤平1
(1.湖南工业大学 计算机学院,湖南 株洲 412007;2.深圳华创芯光科技有限公司,广东 深圳 518118; 3. 河北工业大学 电子信息学院,天津 050019;4. 湖南师范大学 物电院,长沙 410081)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:针对室内可见光定位(VLP)实际应用的大面积面板灯排列场景中存在的定位精确度低、信号干扰严重等问题,提出了一种基于接收信号强度(RSS)算法的码分多址(CDMA)调制解调VLP系统,介绍了RSS算法和CDMA调制解调VLP系统原理,通过实验验证了系统定位精度。实验结果表明:在未考虑实时移动和延迟刷新等因素的情况下,固定点位的定位最大误差为0.3 m,算法解决了传统定位算法中边缘角落区域定位精度低的问题,提高了VLP系统的鲁棒性。
关键词:可见光定位;码分多址;接收信号强度;光定位算法;鲁棒性
中图分类号:TN929.11 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2023)04-0042-06
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2023.04.008
0 引言
随着移动通信的发展,基于定位技术的应用和服务相关需求急剧增加,推动了新型室内定位系统(IPS)的持续发展和应用。与此同时,随着高效绿色节能的发光二极管(LED)技术的广泛普及,LED在室内可见光通信(VLC)和可见光定位(VLP)方面的应用受到了越来越多的关注[1-3]。文献[4-5]采用贝叶斯预测法和到达时间差法实现了室内可见光的二维定位,由于此定位无法预测接收机的高度,因此不能满足三维定位的需求。文献[6-7]提出了使用多个LED和图像传感器的可见光三维定位系统,能够快速确定LED在图像上的位置,从而大幅度提升了VLP的时间性能。但是,使用多个LED实现定位时会产生信号干扰,影响定位精度。文献[8-9]提出了一种基于单个LED的室内定位系统,避免了利用多个LED定位时的信号干扰问题,且能够实现准确定位。但是,上述研究均针对的是单个及多个LED的定位,而在实际的照明场景中,部分采用的是大面积LED照明面板一维排列(如走廊、机房场景),会带来更多的干扰和定位精度低的问题。当LED面板灯呈一维排布,且面积较大时,定位精度一般很难控制在0.5 m以内。另外,在该类场景中,当人位于最邻近、次邻近、第三邻近LED的正常光照照射范围内时,第四、第五邻近的LED发出的光与其所漫反射产生的光介入至接收端则将成为干扰信号。现有的文献鲜有针对该类真实场景的VLP方法进行研究。因此,本文基于以上研究现状,提出一种基于接收信号强度(RSS)算法的码分多址(CDMA)调制解调VLP系统,在存在多灯间干扰情况下通过实验验证所提系统的定位精度性能和鲁棒性。
3 结束语
本文提出了一种基于RSS算法的CDMA调制解调VLP系统,并进行了固定点位定位实验,对系统中的算法进行了测试和分析。实验结果表明:在LED面板灯离地高度为1.5 m的条件下,该系统在固定点位的总体定位误差低于0.3 m,且保证了在边缘区域的定位性能,弥补了传统定位方案的不足,证明了所提CDMA调制解调VLP系统具有较强的鲁棒性和使用价值。