可见光通信系统的混合三维定位
信息论
2023-07-19 v1 math.IT
摘要
在本研究中，我们探讨了在可见光通信（VLC）系统中联合利用到达角（AOA）和接收信号强度（RSS）信息以进行三维定位。我们表明，基于 AOA 的定位方法允许接收机通过利用发光二极管（LED）的方向性，借助最小二乘估计器进行自我定位。我们随后证明，当考虑 RSS 信息时，可以使用加权最小二乘解进一步提高基于 AOA 的定位精度。另一方面，当在估计中明确考虑 LED 的辐射模式时，基于 RSS 的定位可产生高精度的结果。为了处理基于 RSS 定位的非线性方程组，我们开发了一种基于 Newton-Raphson 方法的解析学习规则。该非凸结构通过以下两种方式初始化学习规则来解决：1）位置估计，以及 2）一种我们称之为随机报告与聚类算法的新开发方法。作为基准，我们还推导了基于 RSS 定位的 Cramer-Rao 下界（CRLB）的解析表达式，该表达式涵盖了三维几何中的任意部署场景定位。最后，我们通过广泛的计算机仿真，证明了所提解决方案对各种 LED 特性与朝向的有效性。
引用
@article{arxiv.1508.05776,
title = {Hybrid 3D Localization for Visible Light Communication Systems},
author = {Alphan Sahin and Yusuf Said Eroglu and Ismail Guvenc and Nezih Pala and Murat Yuksel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.05776},
year = {2023}
}
备注
Submitted to IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology (10 pages, 14 figures)