發(fā)布時間：2018-05-09 00:26

  本文選題：可見光通信 + Image��； 參考：《南京郵電大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：可見光通信是一項集通信與照明為一體的新技術(shù),在煤礦安全生產(chǎn)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、海洋勘探等限制電磁干擾的特殊應(yīng)用場合可替代傳統(tǒng)射頻通信,應(yīng)用前景廣闊。近年來,工業(yè)界對室內(nèi)無線定位的需求快速增長,室內(nèi)可見光通信在無線定位方面的應(yīng)用潛力也得到了研究人員的廣泛關(guān)注。本文對室內(nèi)可見光通信技術(shù)的通信原理、信道特性等關(guān)鍵問題進(jìn)行了基礎(chǔ)研究。提出了基于Image Sensor圖像成像和基于RSSI信號接收強(qiáng)度的室內(nèi)可見光通信定位技術(shù)。并在此基礎(chǔ)上,討論LED信標(biāo)節(jié)點網(wǎng)格布局對室內(nèi)定位精度的影響。本文具體工作如下：首先,建立室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)模型,模擬仿真室內(nèi)接收端的光照度、光接收功率和信噪比。光照度最大值為10851x,最小值為3121x,滿足國際標(biāo)準(zhǔn)組織指定的室內(nèi)環(huán)境工作照明度需到達(dá)3001x-15001x的標(biāo)準(zhǔn)；信噪比最大值為22dB,最小值為12dB。信噪比的最小值已接近通信要求的13.6dB。模擬仿真結(jié)果驗證了室內(nèi)可見光通信能夠滿足集通信與照明一體化的要求。其次,在研究室內(nèi)可見光通信信道模型的基礎(chǔ)上,分析了基于Image Sensor圖像成像室內(nèi)可見光通信定位算法,仿真分析得出高像素集成圖像傳感器在3000像素／線條件下,平均定位誤差距離最高不超過8cm。分析基于RSSI信號接收強(qiáng)度室內(nèi)可見光通信定位算法在歸一化變量因子n=0.6626時,定位精度最高。系統(tǒng)模型的定位精度小于7cm,平均定位誤差距離為3.22cm。室內(nèi)可見光通信定位技術(shù)與傳統(tǒng)射頻通信定位技術(shù)相比,在定位精度、算法復(fù)雜度及定位代價方面有很大優(yōu)勢。最后,探討了信標(biāo)節(jié)點網(wǎng)格布局對室內(nèi)定位性能的影響。改善傳統(tǒng)的LED矩陣網(wǎng)格布局模型,創(chuàng)新地提出以等邊三角形為基礎(chǔ)的蜂窩式網(wǎng)格布局模型。通過模擬仿真得出蜂窩式網(wǎng)格布局在探測節(jié)點正確選擇鄰居信標(biāo)節(jié)點的概率上性能提高了30%。
[Abstract]:Visible light communication is a new technology which integrates communication and lighting. It can replace the traditional radio frequency communication in the special applications of limited electromagnetic interference, such as coal mine safety production, medical monitoring, ocean exploration and so on, and has a broad application prospect. In recent years, the industrial demand for indoor wireless location has increased rapidly, and the application potential of indoor visible light communication in wireless location has been widely concerned by researchers. In this paper, the communication principle and channel characteristics of indoor visible light communication technology are studied. An indoor visible light communication location technique based on Image Sensor image imaging and RSSI signal receiving intensity is proposed. On this basis, the influence of LED beacon node network distribution on indoor positioning accuracy is discussed. The main work of this paper is as follows: firstly, the model of indoor visible light communication system is established to simulate the illumination, power and signal-to-noise ratio of the indoor receiver. The maximum of illumination is 10851xand the minimum is 3121x. the maximum signal to noise ratio (SNR) is 22dBand the minimum is 12dB. The minimum signal-to-noise ratio is close to the 13.6 dB required for communication. The simulation results show that indoor visible light communication can meet the requirements of integration of set communication and lighting. Secondly, based on the research of indoor visible light communication channel model, the location algorithm of indoor visible light communication based on Image Sensor image imaging is analyzed, and the simulation results show that the high pixel integrated image sensor is in 3000 pixels / line condition. The maximum distance of average positioning error is not more than 8cm. It is analyzed that the localization accuracy of indoor visible light communication location algorithm based on RSSI signal receiving intensity is the highest when the normalized variable factor n = 0.6626. The positioning accuracy of the system model is less than 7 cm and the average positioning error distance is 3.22 cm. Compared with the traditional radio-frequency communication localization technology, the indoor visible light communication localization technology has great advantages in localization accuracy, algorithm complexity and location cost. Finally, the influence of beacon node network distribution on indoor positioning performance is discussed. The traditional LED matrix grid layout model is improved, and a honeycomb grid layout model based on equilateral triangles is proposed. The simulation results show that the performance of cellular grid layout is improved by 30% in the probability of detecting nodes to select neighbor beacon nodes correctly.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.1

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本文編號：1863765