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基于可见光通信与时分复用的移动目标定位方法

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简介:
本研究提出了一种结合可见光通信与时分复用技术的创新方案,实现对移动目标高效、精确的定位。该方法在智能交通等领域具有广泛应用前景。 为了减少室内可见光定位系统中的噪声和时延对精度的影响,本段落提出了一种基于发光二极管(LED)的室内可见光定位算法。该方法引入了蜂窝拓扑结构来进行位置估算,并且能够自适应地选择适当的LED信标节点。此外,研究发现噪声会影响接收光功率的表现,因此采用均值模型来校正这种影响。 传统的可见光时分复用定位系统存在过长的时延问题,容易导致时钟同步错误。为了实现高精度实时定位需求,本段落提出了一种改进后的时分复用组网方案。该方法通过小区划分选择网络源中心节点,并利用竞争申请时隙段的方式重复使用部分时隙段来解决帧长度与LED节点数量之间的矛盾。 仿真结果显示,所提出的算法能够有效地降低目标移动以及时钟同步错误对定位精度的影响,从而提高了室内定位系统的实时性和稳定性。

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    本研究提出了一种结合可见光通信与时分复用技术的创新方案,实现对移动目标高效、精确的定位。该方法在智能交通等领域具有广泛应用前景。 为了减少室内可见光定位系统中的噪声和时延对精度的影响,本段落提出了一种基于发光二极管(LED)的室内可见光定位算法。该方法引入了蜂窝拓扑结构来进行位置估算,并且能够自适应地选择适当的LED信标节点。此外,研究发现噪声会影响接收光功率的表现,因此采用均值模型来校正这种影响。 传统的可见光时分复用定位系统存在过长的时延问题,容易导致时钟同步错误。为了实现高精度实时定位需求,本段落提出了一种改进后的时分复用组网方案。该方法通过小区划分选择网络源中心节点,并利用竞争申请时隙段的方式重复使用部分时隙段来解决帧长度与LED节点数量之间的矛盾。 仿真结果显示,所提出的算法能够有效地降低目标移动以及时钟同步错误对定位精度的影响,从而提高了室内定位系统的实时性和稳定性。
  • 室内布计算
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    本研究提出了一种用于室内环境的可见光通信(VLC)系统中光强度分布计算的方法,旨在优化信号传输质量与覆盖范围。 可见光通信计算室内光强分布的MATLAB程序已经调试成功。
  • MATLAB室内仿真RAR文件
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    本RAR文件包含基于MATLAB开发的室内可见光通信定位仿真系统源代码及文档资料,适用于研究与教学。 基于MATLAB的可见光室内通信定位仿真的研究资料包含了一个关于使用MATLAB进行可见光室内通信定位仿真工作的压缩文件。这个资源提供了一种利用LED灯作为数据传输媒介,在室内环境中实现高精度位置跟踪的方法和技术细节。通过该工具,研究人员和工程师可以模拟并分析不同场景下的性能参数,如信号强度、误码率以及定位精确度等指标,从而推动可见光通信技术在智能建筑、物流管理和安全监控等领域的发展与应用。
  • 高精度室内
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    本研究提出了一种基于可见光通信技术的高精度室内定位方案,旨在通过优化算法和信号处理提升定位系统的准确性与稳定性。 为了解决目前室内定位算法精度不高及实现复杂等问题,提出了一种基于白光LED的可见光室内定位方法。首先通过测量不同LED发出的定位参考信号到达终端的时间差(TDOA),估算出定位终端到两个LED传输距离之差,并以此构造一个距离估计目标函数。然后使用有约束非线性规划算法求解,得到定位终端的位置坐标,从而有效解决了常规TDOA定位算法在室内噪声环境中不收敛或误差偏大的问题。 为进一步优化定位性能,在引入距离信息作为加权因子的基础上提出了质心加权混合定位算法。通过仿真实验验证了该方法的有效性:在一个5m×5m×3m的空间区域内,即使考虑噪声因素的影响下,当信噪比(SNR)为2dB时,所提的距离估计目标函数法能达到平均误差仅为5cm的精度;而采用质心加权处理后,定位误差进一步降至平均仅3cm。这显著提高了室内定位系统的精确度、普适性和鲁棒性。
  • 室内仿真三边参考程序
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    本简介提供了一种基于可见光通信技术的室内定位仿真方案,采用三边定位算法进行精确位置计算,附带详细的参考程序代码。适合研究人员与开发者深入研究和实践。 基于三边定位算法的可见光通信室内定位仿真程序可以作为参考。
  • ACO_OFDM_perfectbt3_ofdm_ACO-OFDM_.zip
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    本资源包含基于ACO-OFDM和perfect bt3 ofdm技术的可见光通信系统仿真代码及文档,适用于研究与学习。 ACO_OFDM_perfectbt3_ofdm_ACO-OFDM_ofdm可见光通信_可见光通信.zip
  • 遗传算优化接收功率
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    本研究提出了一种利用遗传算法优化可见光通信系统中接收端功率分配策略的方法,旨在提高数据传输效率和稳定性。通过模拟自然选择过程,该方法能够有效解决多变量复杂约束条件下的优化问题,为可见光通信技术的应用提供了新的解决方案。 可见光通信(VLC)利用发光二极管(LED)进行无线通信,具有高辐射效率、长寿命、低功耗及环保等特点,并可同时提供照明功能。由于多径传播特性导致接收器接收到的功率分布不均匀,房间中心与角落之间的差异尤为明显。传统优化方法主要集中在控制LED光束和阵列上,但这些方法会降低照明水平并增加均方根延迟扩散。 本段落提出了一种使用遗传算法(GA)来优化接收器集光器折射指数的方法,以实现功率分布的均匀化且不牺牲照明质量。模拟结果显示,与传统传输功率优化相比,该方法可将功率偏差比从88%降至52%,关键词包括可见光通信、遗传算法和接收器功率优化。 遗传算法是一种启发式搜索技术,模仿自然选择过程用于解决复杂问题。它通过种群中的个体进行迭代进化来寻找最佳解决方案。在VLC系统中,应用GA可以针对集光器折射指数进行调整,以实现更均匀的功率分布。 该方法的主要步骤包括初始化一个种群,并对其进行选择、交叉和变异操作,产生新的种群并评估适应度。高适应度个体将进入下一代继续进化,直至满足终止条件。在VLC应用中,每个个体代表不同的折射指数配置方案,其适应度通过模拟接收器功率分布的均匀性来确定。 本段落提出的优化方法不直接调整LED发射功率,从而避免了降低照明水平和增加信号延迟的问题。通过优化集光器折射指数间接控制接收到的功率分布,使各处功率更加一致,提高通信系统的可靠性和性能。此外,GA作为全局搜索算法,在复杂非线性、多峰及离散空间中寻找最优解的能力显著优于传统方法。 在可见光通信领域应用遗传算法进行接收功率优化是一种创新的方法,不仅能提升系统性能还能保持照明舒适度,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。由于其处理复杂问题的独特优势,GA等智能优化算法将在解决VLC技术中的各种挑战中发挥更大的作用。
  • _FDOA_干扰源_TDOA_
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    本研究探讨了FDOA(多普勒频率变化率)在移动目标定位中的应用,并结合TDOA(到达时间差)技术,提出了一种有效的干扰源识别和定位方法。 在无线通信领域,干扰源定位是一项关键技术,用于识别并追踪影响通信质量的不期望信号来源。“yidongmubiao_FDOA_定位_干扰源定位_TDOA”技术主要探讨了联合使用时差到达(TDOA, Time Difference of Arrival)和频差到达(FDOA, Frequency Difference of Arrival)两种方法来精确地定位移动干扰源。下面将详细介绍这两个概念以及它们在定位中的应用。 **时差到达(TDOA)** TDOA是一种基于多基站接收信号的时间差异确定目标位置的技术。当一个信号同时被两个或更多的接收站捕获时,通过计算信号到达各接收站的时间差可以推算出干扰源的位置。这个过程通常涉及到三角测量,因为信号到达时间差与信号源到各个接收站的距离差成正比。为了准确计算,需要至少三个同步的接收站。 **频差到达(FDOA)** FDOA则侧重于利用信号到达不同接收站的频率差异来定位。由于无线信号在传播过程中会受到多普勒效应的影响,即当发射源与接收器之间有相对速度时接收到的信号频率会发生变化。因此,根据多个接收站接收到的信号频率差可以推断出干扰源的速度和方向,并结合TDOA信息提高定位精度。 **加权最小二乘法** 在实际应用中,由于噪声和其他不确定性因素的影响,TDOA和FDOA的数据处理需要采用有效的方法。加权最小二乘法则是一种能够降低噪声影响、优化定位结果的手段。通过赋予不同观测值不同的权重,在拟合数据时可以提高精度。 **移动干扰源定位** 对于移动干扰源而言,定位算法需考虑目标动态特性。TDOA和FDOA结合使用能提供关于干扰源的位置、速度和方向的三维信息,这对于实时跟踪移动干扰源非常有用。例如在移动通信网络中这种技术可以帮助运营商快速识别并抑制恶意信号,保障网络服务质量。 “yidongmubiao_FDOA_定位_干扰源定位_TDOA”技术通过TDOA和FDOA联合运用,并借助加权最小二乘法实现对移动干扰源的高效、精确定位。这项技术对于现代无线通信环境中的干扰管理和网络优化具有重要意义,有助于提升系统的稳定性和安全性。
  • LED快速
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    本研究探讨了利用LED实现高速可见光通信技术,旨在开发高效的数据传输方案,适用于室内短距离通信场景。 到2018年,普通发光二极管(LED)的普及率预计将达到80%。基于LED技术的可见光通信(VLC)有望为高速VLC的发展提供新的解决方案。国内外的研究者们已经针对先进调制、编码/均衡、复用技术和材料/芯片等方面进行了深入研究,以扩展调制带宽、提高传输速率和增加传输距离。 他们对载波幅相调制技术、自适应比特功率加载的正交频分复用(OFDM)调制方法以及硬件与软件预均衡及后均衡等技术进行了分析,并探讨了新型光学材料的应用。这些研究热点不仅推动了VLC领域的最新进展,也为未来的研究提供了有价值的参考和指导。
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    本项目设计了一种基于OpenMV摄像头模块的可见光室内定位系统,通过解析环境中特定光源信号实现精准定位与追踪。 在本项目中使用了OpenMV摄像头内置的STM32芯片。通过内部输入代码将摄像头显示的RGB图像转换为灰度(GRAYSCALE)形式,这一过程称为图像灰度化。然后对图像进行阈值限制处理,实现二值化效果。