冯人海 ,常燕燕 ,葛磊蛟 ,杨爱超
AuthorsHTML:冯人海 1 ,常燕燕 2 ,葛磊蛟 1 ,杨爱超 3
AuthorsListE:Feng Renhai,Chang Yanyan,Ge Leijiao,Yang Aichao
AuthorsHTMLE:Feng Renhai1,Chang Yanyan2,Ge Leijiao1,Yang Aichao3
Unit:1. 天津大学电气自动化与信息工程学院,天津 300072;
2. 天津大学微电子学院,天津 300072;
3. 国网江西省电力有限公司供电服务管理中心,南昌 330032
Unit_EngLish:1. School of Electrical and Information Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China;
2. School of Microelectronics,Tianjin University,Tianjin 300072,China;
3. Power Supply Service Management Center,State Grid Jiangxi Electric Power Co.,Ltd.,Nanchang 330032,China
Abstract_Chinese:可见光通信(visible light communication,VLC)无电磁干扰、成本低且绿色低碳,符合国家节能减排战 略.将 VLC 系统与无线能量传输技术结合在一起,可实现可见光携能通信.因此针对电网中高压输电线路的巡检 问题,对点对多点(单光源多接收机)的 VLC 进行研究,通过收集可见光信号携带的能量可实现信息与能量的同时 传输,基于接收功率和接收机的相对位置,提出三角定位算法.为提高计算速率实现实时定位,根据泰勒公式和隐 函数存在定理并引入时间变量,进一步提出线性迭代定位算法.此外,针对信道模型中噪声对定位精度的影响,利 用隐马尔可夫模型(hidden Markov model,HMM)进行在线去噪,实现光源定位算法的优化.仿真结果表明,提出的 线性迭代算法只有固定开销,测量次数不会影响其计算速度,测量误差可以控制在 6 cm 范围之内;经在线去噪 后,90%的数据点测量误差可控制在 5 cm 范围之内.
Abstract_English:Visible light communication(VLC)technology conforms to the national energy conservation and emission reduction strategy due to its anti-electromagnetic interference,low cost,green properties,and low carbon use. Combining the VLC system with wireless energy transmission technology,visible light energy carrying communication can be realized. To solve the problem of inspecting high-voltage transmission lines in the power grid,in this study,we investigated point-to-point VLC(single light source and multiple receivers),whereby information and energy can be transmitted simultaneously by collecting the energy carried by the visible light signal. We propose a triangle positioning algorithm based on the received power and relative positions of the receivers. To improve the calculation speed and realize real-time positioning,we present a linear iterative location algorithm that uses the Taylor formula and the implicit function theorem,and we introduce a time variable. In addition,to address the influence of channel-model noise on the positioning accuracy,we use a hidden Markov model(HMM)for online denoising to optimize the light-source-positioning algorithm. Simulation results show that the proposed linear iterative location algorithm has a fixed overhead,the measurement times do not affect its calculation speed,and the measurement error can be controlled to within 6 cm. After online denoising,90% of the data-point measurement error can be controlled to within 5 cm.
Keyword_Chinese:可见光通信;能量;接收功率;线性迭代定位;隐马尔可夫模型
Keywords_English:visible light communication(VLC);energy;received power;linear iterative location;hidden Markov model(HMM)
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基于可见光携能通信的线性迭代定位算法
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