0 引言

　　可见光通信（VLC）是近十年来迅速发展的一种新型无线通信方式[1]，被认为是在室内环境提供高速数据传输的一种候选方案[2-3]，可以有效地分担现有无线通信网络中的数据流量。与射频技术相比，VLC具有安装成本低、功耗低、安全性高和无需许可带宽等

优点[4-5]。

    VLC系统中，发光二极管（LED）的布局直接影响VLC的性能。理想的LED布局至少需要满足2个要求：房间内的照明质量和接收平面上的有效通信质量。其中，LED的位置和数量是影响接收面通信质量的2个关键因素[6]。KOMINE T[7]提出了一种单LED的室内VLC系统模型，系统中的LED通常位于天花板的中心，这不仅会导致房间内不同位置的接收功率出现差异化问题，而且在接收平面上会出现较多的盲区。因此，目前用于室内VLC布局的方案都偏向于采用多LED系统模型。NGUYEN H Q等人[8]将中心LED更改为阵列部署，使得阵列与房间每个角落的墙壁存在偏移量，以实现室内无盲区覆盖，但是并没有研究室内系统的通信性能和合适的LED数量。CHEN C和GARG P等人[9-10]分别提出矩形LED布局和六边形LED布局方案用于提高室内VLC的整体覆盖性能，但他们只考虑了固定环境和预定义的LED位置，却没有给出这些LED的具体位置和布局数量，导致方案不具备很好的适用性。DING J等人[11]提出了一种实现通信功率覆盖均匀性的进化算法，这种算法虽然可以通过改变顶部发射器的光强来减少接收功率的波动，使最终布局的功率相对均匀，但由于没有考虑室内用户的信干噪比（SINR），在均匀功率条件下无法保证用户良好的通信质量。此外，GUAN R等人[12]提出了单个LED和LED阵列的布局方案，采用粒子群优化（PSO）算法

最小化平均关机面积率且获得了最佳LED配置。KUMAWAT I R等人[13]通过鲸鱼优化算法（WOA）将房间内的接收功率波动降至最低，从而获得了最佳的LED布局。尽管如此，文献[12-13]给出了确定的LED位置，但都无法保证照明质量。

    以上关于VLC的研究都是假设设备是垂直向上的，虽然可能是为了简化分析，或是缺乏合适的设备定位模型，但在真实场景中，用户通常是以最舒适的方式握住设备，因此也应当考虑室内用户设备的接收方向。本文综合考虑照明和通信质量2个方面，以信干噪比覆盖率（SINRC）作为评价系统性能的指标，提出一种LED布局优化方案。

4 结束语

　　LED布局优化是VLC系统中最重要的问题之一。本文分析了VLC系统的SINRC，在保证室内照明和通信性能的情况下，提出了一种基于最大化室内SINRC的LED布局方案，确定了特定场景中LED的最佳数量，并在用户服从均匀分布和高斯分布时获得了让人满意的效果；此外，还研究了在用户服从均匀分布的场景中，用户的随机旋转对室内SINRC的影响。仿真结果表明，基于DEA的LED布局方案优于WOA方案。因此，所提出的优化方案将是VLC系统中LED部署的一个可行的候选方案。