基于室内可见光通信的覆盖优化技术研究

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1、分类号：TN92单位代码：10183研究生学号：2013544113密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）基于室内可见光通信的覆盖优化技术研究ResearchonCoverageOptimizationBasedonIndoorVisibleLightCommunication作者姓名：张习影类别：工程硕士领域（方向）：软件工程指导教师：王爱民副教授培养单位：软件学院2016年5月基于室内可见光通信的覆盖优化技术研究ResearchonCoverageOptimizationBasedonIn

2、doorVisibleLightCommunication作者姓名：张习影领域（方向）：软件工程指导教师：王爱民副教授类别：工程硕士答辩日期：2016年5月28日未经本论文作者的书面授权，巧法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全巧或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业巧使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博±或硕±）学位论文原创性声明（本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人

3、在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己姪发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；５Ｋ巧累ｉ曰親如／／年作７曰摘要基于室内可见光通信的覆盖优化技术研究基于可见光通信(VisibleLightCommunication,VLC)技术的智能家庭网络有效的解决了智能家庭网络接入用户容量问题、电磁干扰问题

4、及安全性问题。但是VLC中接收平面的接收光功率、信噪比分布不均匀的问题将导致分布在房间内不同位置的智能设备无法享受到同样的服务质量，甚至导致由于接收信号功率不足而引起的通信失败，影响智能家庭中网络覆盖性能。因此，如何优化智能家庭中VLC功率覆盖均衡成为现今可见光通信技术的热点研究方向之一。本文基于可见光通信技术结合改进的布谷鸟搜索算法，提出了一种新的室内VLC光功率覆盖优化方案。该方案在VLC信号接收模型中引入了功率调节因子和信噪比调节因子，通过寻找最优的调节因子获取最优的室内光功率和信噪比分布。

5、为了获得最优的调节因子，采用了群智能优化算法之一布谷鸟搜索算法，其采用莱维飞行搜索机制和偏好随机游走策略，这两种策略平衡了算法的局部搜索和全局搜索，改善了粒子群算法易出现早熟的问题。与其他智能优化算法比较，布谷鸟搜索算法更简单、函数中参数较少且易于实现，求解精度和收敛速度也明显比粒子群算法和遗传算法具有优势。为进一步提高布谷鸟算法的性能，本文提出了一种改进的布谷鸟搜索算法，改进后的布谷鸟算法在解决多目标优化问题时求精能力更高，收敛速度更快。另外，为便于工程技术人员快速高效地针对不同场景进行VLC光

6、源设计，基于软件工程理论设计了一款室内VLC覆盖优化仿真系统，本文对系统的体系结构、需求、设计和实现等方面进行了介绍。本文具体完成的工作如下：（1）阐述可见光通信技术原理与发展现状。（2）介绍智能优化算法及其中常见的几种算法，着重介绍了布谷鸟搜索算法。为进一步提高布谷鸟搜索算法的求解精度和收敛速度，同时为了获得更加均匀的室内VLC光功率及信噪比分布，提出了一种改进的布谷鸟搜索算法，通过引入自适应步长因子和自适应发现概率机制，进一步提高了算法的收敛速度和求解精度，进而提高了室内VLC的光功率分布及信

7、噪比分布的均匀性。（3）介绍VLC的基本原理与主要特性，给出室内可见光通信系统解决方案中关键参数设计实现，包括接收平面照明特性、接收光功率、信噪比、功率调节因I子、目标函数。介绍了优化算法的关键程序代码及流程说明。（4）通过仿真实验证明改进的布谷鸟搜索算法对解决室内可见光通信覆盖问题的有效性、优越性。（5）证明最终获得的调节因子能较好实现智能家庭中VLC功率覆盖均衡及信噪比均衡。（6）设计了室内可见光通信管理系统，描述了系统体系结构、需求分析、软件设计功能模块说明及工作流程说明。关键词：智能家庭网

8、络，VLC技术，调节因子，布谷鸟搜索算法IIAbstractResearchonCoverageOptimizationBasedonIndoorVisibleLightCommunicationTheschemehasbeenproposedbasedontheVisibleLightCommunicationintheintelligenthomenetworkcoverage,whichcaneffectivelysolvetheproblemofcapacity,elect