[发明专利]基于CDMA调制的可见光通信定位方法及其定位系统

摘要

本发明公开了一种基于CDMA调制的可见光通信定位方法，包括以下步骤：1、形成带宽为B1的基带调制信号；2、形成带宽为B2的扩频信号；3、所述扩频信号经LED驱动电路驱动LED灯具发出可见光信号；4、获得ID信息；5、根据所述的ID信息并结合RSS三角定位算法，最终得出定位的位置坐标。本发明还公开了一种基于CDMA调制的可见光通信定位方法的定位系统，包括：发射子系统、传输子系统和接收子系统；本发明具有不仅大大提高了定位的精度，而且系统简单且不需要同步发射，大大提高了系统的性能。具有广阔的应用前景等优点。

主权项

1.一种基于CDMA调制的可见光通信定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、每个LED灯具所对应的ID信息通过OOK基带调制后形成带宽为B1的基带调制信号；步骤2、所述基带调制信号经PN码发生器所产生的PN码进行扩频处理后，形成带宽为B2的扩频信号，其中，B2远大于B1；步骤3、所述扩频信号经LED驱动电路驱动LED灯具发出可见光信号；步骤4、位于地面的由3个相同的光电二极管以边长为0.01m的等边三角形排列而成的光电检测器件接收可见光信号后，再经过相应的信号处理技术获得ID信息；步骤5、根据所述的ID信息并结合RSS三角定位算法，最终得出定位的位置坐标；所述步骤5中的RSS三角定位算法包括：步骤51、每一个LED都携带着经过CDMA编码后的ID信息在室内空间中传播，空间传播的路径看为LOS链路，因此，从LED到接收端直射视距光信道直流增益H(0)的数学表达式为： H ( 0 ) = 1 d 2 · A L E D ( θ ) · A P D ( ψ ) , - - - ( 1 ) ]]>其中，θ为LED灯具的发射角，ψ为光电二极管的接收角，光电二极管和对应灯具的距离为d，ALED(θ)是LED在θ时候的增益，APD(ψ)是光电二极管在ψ时候的增益；经过抽样判决得到信号bi(t)，该信号可以认为是LED发出的原始信号，与经过自适应滤波器yi(t)的信号作比较，即可得到信号在空间中的衰减H(0)，衰减H(0)包括了空间信道的光衰减，加性高斯白噪声；根据公式(1)，即得出光电二极管和对应LED灯具的距离d； d = A L E D ( θ ) · A P D ( ψ ) · P b i ( t ) P y i ( t ) , - - - ( 2 ) ]]>其中，是经过匹配滤波器后抽取出来对应信道的信号的功率，是经过判决后还原出来的信号；其中H为LED与光电二极管的垂直距离；当光电二极管水平放置时，ψ＝θ；投影到光电二极管所在的平面，光电二极管与LED的水平距离由此可得出光电二极管与分别与每4个LED灯具所组成的定位单元中的三个LED灯具的关系式： ( x - x 1 ) 2 + ( y - y 1 ) 2 = d x y 1 2 ( x - x 2 ) 2 + ( y - y 2 ) 2 = d x y 2 2 ( x - x 3 ) 2 + ( y - y 3 ) 2 = d x y 3 2 , - - ( 3 ) ]]>其中，下标1、2和3分别代表LED1、LED2与LED3；[x1、x2、x3]和[y1、y2、y3]分别为LED1、LED2、LED3对应的横坐标和纵坐标；[dxy1、dxy2、dxy3]分别为光电二极管与LED1、LED2、LED3之间的水平距离；通过求解上述方程组(3)，即可确定光电二极管所在的精确位置(x,y)；步骤52、按步骤51所述方法分别求出3个光电二极管的坐标后，求对应三角形的重心，即求出精确的位置坐标。