Page 35 - 网络电信2023年4月刊

人工智能技术的光通信系统光源布局研究

蒋红梅，周 斌
桂林电子科技大学信息科技学院

摘 要: 为提升光通信系统光源布局后的光照覆盖范围以及光照均匀度，研究人工智能技术的光通信系统的光
源布局方法。以室内可见光通信系统通信原理为基础，根据 LED 光照度的分布，构建单颗 LED 灯珠的光照度环
形光源布局，将补偿阵列增加至环形阵列的四个角中，实现角补偿阵列环形光源布局; 并采用基于遗传模拟退火
算法，对角补偿阵列环形光源布局中适应度函数寻优，提升算法的全局搜索能力和进化能力，以此实现最优功率
调节因子的获取，完成光源布局的全局优化。实验结果表明: 该方法可增加光照覆盖范围，提升光照均匀度，并
有效保证光通信系统的稳定性，实现最佳的光源布局效果。
关键词: 人工智能技术; 光通信系统; 光源布局; 补偿阵列; 适应度函数

一、引言 二、人工智能技术的光通信系统光源布局
通过光电转换器调制和传输白光LED所发出的高调制速率的 2.1 室内可见光通信系统
光载波信号，根据获取的调制信息构建的系统被称之为光通信 发送端、光信道以及接收端共同组成光通信系统，如图1
系统 ［1］ 。人工智能技术是当下科技领域备受关注的一项技术， 所示。
并在很多领域广泛应用。其由不同的技术构成，包括机器学 图1 光通信系统模型
习、图像识别、语言识别等，相互之间相辅相成、交叉关联，
用于处理不同层面的需求 ［2］ 。光通信系统的光源布局，是通过
一定的方法使室内可见光通信同时满足照明和通信的需求。光
通信系统中不同的LED光源的布局，会导致不同的室内光照度和
接收功率分布。为此研究光通信系统光源分布，可有效促进光
通信系统所在区域光功率的均匀分布，使该区域光照度达到照
明标准。有许多相关学者对此进行研究，通过倾斜LED或改变光
源布局等方式提高光照度以及信噪比等 ［3］ 。例如赵黎等人研究
的基于白光发光二极管的室内可见光通信光源布局 ［4］ ，游春霞
等人研究的基于位置和功率协同优化的光通信光源布局 ［5］ ，上
述光源布局方法均可完成室内光通信系统的光源布局，但是在
布局后，光源照明覆盖范围、均匀度等，存在一定局限性，无
法保证最佳的照明效果。因此，为了完成更佳的光源布局，提 传输的数据在发送端经过信道调制以及数模转换，将电
升光源布局的照明覆盖范围以及照明均匀度等，研究人工智能 信号加载至直流电源上，为将电信号转换成的光信号并发射出
技术的光通信系统的光源布局方法，利用人工智能技术完成光 去，可通过驱动LED实行强度调整直接完成检测 ［6］ 。接收端PD
源布局的寻优，全面提升光源布局的效果。 接收器将接收的光信号转换为电信号，通过放大器处理后，将

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