间单元，每个倒三棱锥空 间单元中，相应的三个LED灯围成此倒三棱锥空间单元的底面，探测节点为此倒三棱锥空间 单元顶点。
[0039]采用上述方案后，本发明通过采用可见光通信实现室内定位，将广泛普及密集覆 盖的LED光源用于定位，同时兼顾照明和定位两种功能，实现泛在覆盖绿色通信;本发明的 室内可见光定位系统不占用频谱资源，对于解决现有的频谱资源紧缺的问题提供了较好的 途径和方法。定位过程引入多个LED发射端，并合理地选择三个功率最强的子载波采用三边 定位算法估计探测节点坐标信息，有效地解决了光线遮挡问题，将误差距离降低为厘米级。
[0040]进一步地，本发明采用正交频分复用技术，有效抑制多径效应，进一步提升传输速 率，提供百Mbps甚至Gbps的无线光通信速率，在人口密集区域也可以作为一种高速率的通 信方式。LED小区网格布局采用蜂窝网络结构，基于载波分配的方法抑制相邻小区之间的可 见光干扰，增强抗干扰能力以及健壮性、并可以将带宽资源分配灵活，满足室内定位系统的 高灵敏度通信需求。
[0041]本发明中，发射端先进行载波分配，并进行逆离散傅里叶变换，然后在接收端经过 离散傅里叶变换，解调信息，有效降低了多径效应的影响。
【附图说明】
[0042]图1为本发明的结构原理框图；
[0043]图2为本发明中基于正交频分复用的LED小区网络结构示意图；
[0044]图3为本发明中LED小区网络结构的三维立体示意图；
[0045]图4为本发明中LED定位系统模型图；
[0046]图5为本发明的定位算法流程图。
【具体实施方式】
[0047]下面根据附图和实施例来进一步详细说明本发明的实施方式。
[0048]本发明的一种室内可见光定位方法，如图5所示，通过如下步骤实现：
[0049]步骤1:将各个LED灯的二进制位置信息的比特序列进行串并转换，得到多路并行 的二进制位置信息，并将此多路并行的二进制位置信息调制到相互正交的子载波上，得到 多路并行的调制位置信息；
[0050]步骤2:对步骤1所得的多路并行的调制位置信息分别依次进行逆离散傅里叶变 换、加入循环前缀和并串转换，分别得到调制编码后的信号，再分别通过驱动电路将相应的 调制编码后的信号转换为光信号，通过相应的LED灯将此光信号以光照明的形式发送到空 气信道；
[0051]步骤3:通过手持接收终端对上述各个LED灯发送来的可见光进行汇聚并转化为电 信号；
[0052]步骤4:对上述各个电信号分别依次进行同步、去掉循环前缀和串并转换，再分别 通过离散傅里叶变换将经串并转换的各个电信号变换到频域，进行信道均衡，然后分别对 经离散傅里叶变换的各个电信号进行子载波解调，对所得的各个子载波进行判断，选取其 中射频功率最强的三个子载波；
[0053]步骤5:根据此射频功率最强的三个子载波的射频功率信息采用基于朗伯辐射模 型的公式估算相应的三个LED灯的位置坐标分别与探测节点之间的距离，分别得到估算的 J?iL|Si{t{del,de2,de3}；
[0054]步骤6:通过此估算的距离值{del，de2，de3}利用三边测量法进行定位计算，其公式 如下：
[0055]
[0056]其中，Xi、yi、Zi(i=1，2，3)分别为与射频功率最强的三个子载波相应的三个LED灯 的位置坐标，x、y、z为探测节点的位置坐标，求解式中的三个线性方程，便得到探测节点的 具体位置。
[0057]本发明的一种室内可见光定位系统，如图1所示，包括前端信号处理部分、发射端 和手持接收终端，前端信号处理部分的输出端连接发射端的输入端，发射端与手持接收终 端之间通过空气通道传输信息；
[0058]前端信号处理部分包括依次连接的信号产生模块、第一串并转换模块和子载波调 制模块，其中：
[0059]信号产生模块，产生对应于安装在天花板上的各个LED灯的二进制位置信息；
[0060]第一串并转换模块，将各所述二进制位置信息的比特序列进行串并转换，得到多 路并行的二进制位置信息；
[0061] 子载波调制模块，将所述多路并行的二进制位置信息调制到相互正交的不同的子 载波上，得到多路并行的调制位置信息；
[0062]发射端对应于各个LED灯设置有多个，每个发射端包括依次连接的逆离散傅里叶 变换模块、加入循环前缀模块、并串转换模块、驱动电路和LED灯，其中：
[0063]逆离散傅里叶变换模块，连接于子载波调制模块的相应输出端，对相应的上述调 制位置信息进行逆离散傅里叶变换；
[0064]加入循环前缀模块，为上述逆离散傅里叶变换模块输出的信息加入循环前缀；
[0065]并串转换模块，对上述加入循环前缀模块输出的信号进行并串转换，得到调制编 码后的信号；
[0066]驱动电路，将上述调制编码后的信号转换为光信号；
[0067] LED灯，通过LED灯将上述光信号以光照明的形式发送到空气信道；
[0068]上述手持接收终端具有光学透镜、光电探测器、同步模块、去循环前缀模块、第二 串并转换模块、离散傅里叶变换模块、子载波解调模块和信号处理模块，光电探测器设置于 光学透镜的出光侧，且光电探测器、同步模块、去循环前缀模块、第二串并转换模块、离散傅 里叶变换模块、子载波解调模块和信号处理模块依次电连接，其中：
[0069]光学透镜，对各个LED灯发送来的可见光进行汇聚，得到汇聚可见光；
[0070]光电探测器，将上述汇聚可见光的光信号转换为电信号；
[0071]同步模块，对光电探测器输出电信号进行同步处理；
[0072]去循环前缀模块，将经同步处理的上述电信号中的循环前缀模块去除；
[0073]串并转换模块，将对上述去循环前缀模块输出的信号进行串并转换；
[0074]离散傅里叶变换模块，将上述串并转换模块输出的信号变换到频域，进行信道均 衡；
[0075]子载波解调模块，对上述离散傅里叶变换模块输出的信号进行解调；
[0076] 信号处理模块，对上述子载波解调模块输出的各个解调后的子载波进行判断，选 取其中射频功率最强的三个子载波，根据此三个子载波的射频功率信息采用基于朗伯辐射 模型的公式估算相应的三个LED灯的位置坐标分别与探测节点之间的距离，分别得到估算 的距离值{(^，(^，(^，通过此估算的距离值⑷^^ -丨利用三边测量法进行定位计算， 其公式如下：
[0077]
[0078]其中，Xi、yi、Zi (i=1，2，3)分别为与射频功率最强的三个子载波相应的三个LED灯 的位置坐标，x、y、z为探测节点的位置坐标，求解式中的三个线性方程，便得到探测节点的 具体位置。
[0079]本发明中，各个LED灯采用小区网格方式布局，具体是：如图2所示，将空间按照类 似移动通信蜂窝布局规则，一个区域划分为8个小区（图2中虚线所连的部分fl-f8构成一个 区域），相邻小区之间采用相互正交的子载波，同时保证多个区域之间相邻处子载波不同， 以消除相邻小区之间的干扰;每个小区中心点处，如图2中虚线区域内各个顶点处分别设置 一个LED灯，此时在同一区域及边缘相邻区域之间组成多个三角形，各个三角形分别与探测 节点形成不同的倒三棱锥结构；如图3所示，不同频分区域相互组合，形成多个倒三棱锥空 间单元，每个倒三棱锥空间单元中，相应的三个LED灯围成此倒三棱锥空间单元的底面，（图 3中，Tl、T2和T5围成倒三棱锥空间单元的底面），探测节点为倒三棱锥空间单元的顶点。
[0080]本发明中，相邻小区之间采用相互正交的子载波，手持接收终端离散傅里叶变换 后，在频域将不同小区的数据信息区分开，有效地缓解了相邻LED灯间光噪声干扰的影响， 提高接收端抗干扰能力。当其中一个小区的光线发生遮挡时，探测节点可根据接收功率情 况，自动更新选择能力，增强系统的鲁棒性，避免因光线遮挡，引起的估计结果误差等情况。
[0081]各区域的具体工作方式以如图4