1.一种室内可见光通信系统下行覆盖均匀性优化方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:输入:室内系统参数和算法执行所需要的参数;其中,室内系统参数包括:室内环境的尺寸、发射端LED阵列的数目、初始的LED发射功率、LED阵列的器件参数、接收机的参数和接收点数目,算法执行所需要的参数包括:初始温度、降温系数、种群规模、交叉概率、初始变异概率、变异步长和最大进化代数;
S1:初始化初始温度T0,降温函数Tk=T0,进化代数k=1,生成规模为Npopu的初始种群;
S2:计算种群中个体的适应度函数值f(c);
S3:判断进化代数k是否达到设定最大进化代数或者种群中最优适应度函数值连续15代不变或者温度降温0,若是,转步骤S8,否则,转步骤S4;
S4:执行选择操作,按Psel(c)选择个体,并将得到的种群随机划分为规模为 和的子种群1和子种群2, 表示向下取整;Psel(c)表示个体c被选中的概率:其中,Npopu为种群中个体的数目,分母为种群中所有个体的适应度函数值之和,f(u)表示种群中个体u的适应度函数值;
S5:对子种群1和子种群2分别按交叉概率Pcro和公式Pmut=Pinit+λinc×Pinc的变异概率Pmut执行交叉和变异操作;Pinit为初始变异概率,Pinc为步长,λinc为从上次变异概率变化时开始,种群中最优个体未变优的进化代数;当最优个体保持不变的代数逐渐增多时,会适当的增大变异概率,调节算法的局部搜索能力;
S6:按Metropolis准则接受步骤S5中得到的新个体并替换相应父代个体,得到新种群;
S7:执行降温操作,按公式Tk=λ·Tk-1更新Tk,k=k+1,λ为降温系数,取值范围为[0.5,
0.99],Tk为第k代的温度,转步骤S2;
S8:输出种群中适应度函数值最大的最优个体信息;
输出:一组调节LED阵列的最优的功率调节因子
2.根据权利要求1所述的一种室内可见光通信系统下行覆盖均匀性优化方法,其特征在于:在步骤S2中,所述适应度函数为:其中Pr(Rj)为接收点j的接收功率,c为染色体,即个体;由上式知,个体的适应度函数值的范围为0~1;并且当各个接收点的接收光功率值越接近时,f(c)的越接近1,当且仅当Pr(R1)=Pr(R2)=...=Pr(Rj)时,f(c)=1。
3.根据权利要求2所述的一种室内可见光通信系统下行覆盖均匀性优化方法,其特征在于:所述Pr(Rj)表达式为:式中,Si表示第i个LED,Rj表示第j个PD,NLED为总的LED数目,Pt为LED的发射功率,Hd(0)为直射链路的信道的信道增益,Href(0)为反射链路信道增益;其中:m为朗伯指数,表达式为:m=-ln2/ln(cos(φ1/2)),φ1/2为LED半功率角,A为PD接收机有效监测面积,ψc为PD的半视场角(Field of View,FOV),Dd为LED和PD之间的直线距离,ψ为PD的入射角,φ为LED发射角,在视距链路中入射角和发射角相等,Ts(ψ)和g(ψ)分别为光滤波器和光集中器的增益,g(ψ)定义如下:nlens是PD透镜的折射系数。
4.根据权利要求1所述的一种室内可见光通信系统下行覆盖均匀性优化方法,其特征在于:在步骤S6中,所述按Metropolis准则接受步骤S5中得到的新个体的概率为:ΔE=f(c')-f(c),表示新个体与旧个体的适应度函数值之差;rand为[0,1)之间的随机数;当新个体适应度函数值高于旧个体时则接受新个体,当新个体质量较差时,仍以一定概率接受,避免算法陷入局部最优。