針對由于室內(nèi)照度不均勻?qū)е碌耐ㄐ判阅懿痪獾膯栴},提出基于一種新型的啟發(fā)式優(yōu)化算法——鯨魚優(yōu)化算法(WOA)的LED布局設(shè)計方案,即利用WOA算法的收斂速度快、全局尋優(yōu)能力強、求解效率高等優(yōu)點對LED布局進行優(yōu)化。首先,以室內(nèi)照度均勻度為目標函數(shù),迭代優(yōu)化得到LED布局;其次,根據(jù)優(yōu)化后的布局,對室內(nèi)光照度、接收功率、誤碼率進行仿真分析;最后,將WOA算法和遺傳算法(GA)的收斂曲線進行比較。在布置有4個LED陣列的房間中,經(jīng)WOA算法優(yōu)化布局的照度均勻度比GA算法提高了12.8%,平均接收功率優(yōu)于GA算法0.659 8 dBm,并且WOA算法的收斂速度更快,最終收斂值更優(yōu)。因此,考慮照明和通信,WOA算法是更好的選擇。 

【文章來源】：光電子技術(shù). 2020年03期 北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

室內(nèi)VLC系統(tǒng)模型

在WOA算法中，數(shù)學模型主要分為三種捕食行為：包圍獵物、螺旋式更新位置、搜索獵物。(1)包圍獵物。根據(jù)文獻[10]中提出的數(shù)學模型，鯨魚可以找到獵物的位置并將其包圍，假設(shè)將當前處于最優(yōu)包圍獵物位置的個體位置作為目標獵物的位置，其他個體朝著目標獵物不斷更新位置，其位置更新的表達式為：

如圖3所示為WOA算法的工作流程圖，首先對初始種群進行更新，然后使公式（19）的適應(yīng)度不斷優(yōu)化，最后當達到算法的終止條件或者迭代次數(shù)時結(jié)束算法，得到LED布局的最優(yōu)解。此外，提出均勻照明率（uniform illuminance ratio,UIR）的概念，其是指最小光照度Emin與平均光照度Emean的比值，可表示為：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]6G移動通信網(wǎng)絡(luò):愿景、挑戰(zhàn)與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 趙亞軍,郁光輝,徐漢青.  中國科學:信息科學. 2019(08)
[2]基于能量最優(yōu)的室內(nèi)可見光通信LED布局[J]. 王加安,車英,呂超,王馨蘭,郭林煬.  光學學報. 2017(08)
[3]采用遺傳算法的可見光通信LED陣列分布優(yōu)化[J]. 傅玉青.  華僑大學學報(自然科學版). 2015(06)
[4]基于LED燈的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)仿真分析[J]. 沈振民,藍天,王云,王龍輝,倪國強.  紅外與激光工程. 2015(08)
[5]一種改進的可見光通信系統(tǒng)SNR均勻性優(yōu)化方法[J]. 張健,王輝.  重慶郵電大學學報(自然科學版). 2015(01)



本文編號：2922572