[发明专利]一种基于混合OFDM的LED定位方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及位置定位领域，尤其涉及LED定位方面，更具体地说，涉及基于混合OFDM的LED定位方法与系统。

背景技术

位置服务通过移动终端和无线网络的配合，确定出移动用户的实际地理位置，从而提供用户需要的与位置相关的信息服务。全球定位系统(Global Satellite Positioning,GPS)是目前应用最为广泛的定位系统，但卫星信号不能穿透建筑物，且室内环境存在严重的多径和非视距干扰，在室内难以实现定位.为了提高室内定位的精度，人们采用了红外线定位、超声波定位、射频识别定位等技术，但传统的室内定位技术在系统成本、稳定性、定位精度等方面不能完全满足用户的需求。随着发光二极管(light-emitting-diode,LED)照明技术的发展，可见光通信技术(Visible Light Communication,VLC)也得到发展，基于可见光通信的室内定位导航技术成为了研究的热点。与传统的射频定位和其它无线定位技术相比，基于LED可见光通信的室内定位具有发射功率高、定位精度高、使用场合广、无电磁干扰和节约能源等优点。

然而在实际应用中，LED定位系统都会受到室内环境中多径干扰的影响，期刊《ournal of Lightwave Technology》于2016年第34卷第10期刊登的文章《Impact of Multipath Reflections on the Performance of Indoor Visible Light Positioning Systems》研究了多径干扰对定位精度的影响，结果表明多径干扰会大大降低定位精度，所以多径干扰需考虑到定位算法中.正交频分复用技术(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)一直被普遍应用于抵抗多径干扰引起的码间串扰问题，并提高传输速率。与传统射频无线通信不同的是，VLC使用强度调制直接检测(intensity-modulation direct-detection,IM/DD)，要求以光强为载体的发送信号必须是非负实数。直流偏置光正交频分复用(direct-current-biased optical OFDM,DCO-OFDM)通过叠加直流偏置获得非负传输信号，较小的直流偏置会引起较大的限幅噪声，而较大的直流偏置则会降低功率效率。非对称限幅光正交频分复用(asymmetrically clipped optical OFDM,ACO-OFDM)仅调制奇载波，脉冲幅度调制-离散多音频调制(pulse amplitude modulated discrete multitone,PAM-DMT)仅调制载波虚部，两者均通过零值限幅获得非负传输信号，限幅噪声只影响未调制载波部分，但零值限幅使发送端一半能量耗费在未调制载波部分，致使ACO-OFDM和PAM-DMT相较于传统双极性OFDM有3dB的性能损失。期刊《Journal of Lightwave Technology》于2013年第31卷第7期刊登的文章《Armstrong J.Comparison of ACO-OFDM,DCO-OFDM and ADO-OFDM in IM/DD Systems》提出了一种将ACO-OFDM和DCO-OFDM混合传输的方法，提高了传输速率。为了进一步提高频谱利用率并降低传输复杂性，期刊《Journal of Optical Communications and Networking》于2014年第6卷第4期刊登的文章《Hybrid Asymmetrically Clipped OFDM-Based IM/DD Optical Wireless System》提出了将ACO-OFDM和PAM-DMT混合传输的方法。