半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)以其壽命長、體積小和綠色環(huán)保等優(yōu)勢,正逐漸成為下一代主流照明光源。同時,LED具有高速調(diào)制特性,將其作為信號發(fā)射源可構(gòu)建室內(nèi)無線光通信(Optical Wireless Communication,OWC)定位系統(tǒng)。在室內(nèi)場景中,與傳統(tǒng)的定位技術(shù)相比,OWC定位系統(tǒng)具有定位精度高、系統(tǒng)簡單、綠色環(huán)保、無電磁干擾、成本低等優(yōu)點。隨著室內(nèi)高精度定位需求的不斷增加,基于無線光通信的室內(nèi)定位技術(shù)必將成為一種主流趨勢。針對這一現(xiàn)狀,本文在對室內(nèi)無線光通信定位技術(shù)的研究基礎(chǔ)上,建立了復(fù)雜室內(nèi)OWC移動鏈路模型;提出融合多傳感器的擬合預(yù)測定位算法,并進(jìn)行理論推導(dǎo)和實驗驗證;提出一種均衡通信速率和通信距離的小區(qū)切換算法,并對該算法進(jìn)行仿真;設(shè)計了適用于室內(nèi)無線光通信的光電轉(zhuǎn)換及T型反饋電阻網(wǎng)絡(luò)放大電路、整形比較電路、電壓檢測電路以及電源電路等等,最終實現(xiàn)無線光雙工通信系統(tǒng),實現(xiàn)對室內(nèi)移動機器人的高精度定位,經(jīng)測試表明,移動速度1.5m/s時,定位精度為23cm,小區(qū)切換頻率降低(60%-70%),降低通信中斷率。
【學(xué)位單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

圖 1.1 VLC 通信系統(tǒng)在上海世博會的展示技術(shù)的研究開始時間較早。自從 1979 年 IBM紅外通信設(shè)計與實驗的論文以來[27]，有許多現(xiàn)于 1880 年，貝爾發(fā)明了利用調(diào)制太陽光代 VLC 技術(shù)出現(xiàn)于 2003 年的日本慶應(yīng)義塾過調(diào)制的白光 LED 傳輸數(shù)字信號[29]。2003 年 1、研相結(jié)合的戰(zhàn)略聯(lián)盟[30]，命名為：可見光個技術(shù)領(lǐng)域，包括通信、照明、LED 制造、可見光通信聯(lián)成立的目的是通過市場研究、推立安全、無處不在的可見光通信網(wǎng)絡(luò)[32]。200 CP-1221 及可見光 ID 定位系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) CP-1信和無線定位領(lǐng)域[33]。LCC CP-1222 標(biāo)準(zhǔn)定義了一種數(shù)據(jù)幀格式[34] ID 信息判斷接收終端距離哪一盞 LED 燈最

國外對無線光通信技術(shù)的研究開始時間較早。自從 1979 年 IBM 公司的 F.R.Gfelle了較有影響的關(guān)于紅外通信設(shè)計與實驗的論文以來[27]，有許多科學(xué)家在研究紅外通信技術(shù)。近代 VLC 技術(shù)出現(xiàn)于 1880 年，貝爾發(fā)明了利用調(diào)制太陽光傳輸語音信號的光[28]。真正意義的現(xiàn)代 VLC 技術(shù)出現(xiàn)于 2003 年的日本慶應(yīng)義塾大學(xué)中川實驗室chi Tanaka 等人通過調(diào)制的白光 LED 傳輸數(shù)字信號[29]。2003 年 10 月慶應(yīng)義塾大學(xué)發(fā)起成立了產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的戰(zhàn)略聯(lián)盟[30]，命名為：可見光通信聯(lián)（VLCC）CC 主要成員涉及各個技術(shù)領(lǐng)域，包括通信、照明、LED 制造、功率電子、電子制方面的公司[31]�？梢姽馔ㄐ怕�(lián)成立的目的是通過市場研究、推廣以及開展標(biāo)準(zhǔn)化，在不久的未來建立安全、無處不在的可見光通信網(wǎng)絡(luò)[32]。2007 年，VLCC 發(fā)布見光通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) CP-1221 及可見光 ID 定位系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) CP-1222，標(biāo)志著 VLC已經(jīng)入室內(nèi)無線通信和無線定位領(lǐng)域[33]。2007 年頒布的 VLCC CP-1222 標(biāo)準(zhǔn)定義了一種數(shù)據(jù)幀格式[34]，如圖 1.2 所示，接收到的 LED 燈 ID 信息判斷接收終端距離哪一盞 LED 燈最近，其原理示意圖 1.3 所示。由 CP-1222 定義的 VLC-ID 定位法定位精度較低。

國外對無線光通信技術(shù)的研究開始時間較早。自從 1979 年 IBM 公司的 F.R.Gfelle了較有影響的關(guān)于紅外通信設(shè)計與實驗的論文以來[27]，有許多科學(xué)家在研究紅外通信技術(shù)。近代 VLC 技術(shù)出現(xiàn)于 1880 年，貝爾發(fā)明了利用調(diào)制太陽光傳輸語音信號的光[28]。真正意義的現(xiàn)代 VLC 技術(shù)出現(xiàn)于 2003 年的日本慶應(yīng)義塾大學(xué)中川實驗室chi Tanaka 等人通過調(diào)制的白光 LED 傳輸數(shù)字信號[29]。2003 年 10 月慶應(yīng)義塾大學(xué)發(fā)起成立了產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的戰(zhàn)略聯(lián)盟[30]，命名為：可見光通信聯(lián)（VLCC）CC 主要成員涉及各個技術(shù)領(lǐng)域，包括通信、照明、LED 制造、功率電子、電子制方面的公司[31]�？梢姽馔ㄐ怕�(lián)成立的目的是通過市場研究、推廣以及開展標(biāo)準(zhǔn)化，在不久的未來建立安全、無處不在的可見光通信網(wǎng)絡(luò)[32]。2007 年，VLCC 發(fā)布見光通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) CP-1221 及可見光 ID 定位系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) CP-1222，標(biāo)志著 VLC已經(jīng)入室內(nèi)無線通信和無線定位領(lǐng)域[33]。2007 年頒布的 VLCC CP-1222 標(biāo)準(zhǔn)定義了一種數(shù)據(jù)幀格式[34]，如圖 1.2 所示，接收到的 LED 燈 ID 信息判斷接收終端距離哪一盞 LED 燈最近，其原理示意圖 1.3 所示。由 CP-1222 定義的 VLC-ID 定位法定位精度較低。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2867785