一种室内可见光通信中节能照明的优化方法及装置的制造方法_4

文档序号:9891099阅读:来源:国知局
与比较,若随机数x<e-l/P->PtimalityW,则取对应该 物理参量取值范围内的随机数替换当前物理参量值,并将该替换后的解作为进化解,其中 解对应的目标参量的p-opt imal i ty评估值越小,解越优,对该解中物理参量进行扰动的概 率越小;解对应的目标参量的p-optimal ity评估值越大,解越劣,对该解中物理参量进行扰 动的概率越大。
[0112]例如:实际使用时可获得各解中对应的物理参量,在克隆解集中任意选取两个解, 分别为{1.2,16,30,5引,{1.2,12,35,45},通过对克隆解集中各个解对应的目标参量进行 p-optimal ity评估得到各个解对应的目标参量的p-optimal ity评估值分别为:0.4,0.6,现 对第克隆解集中选取的第一个解进行扰动,运里为了方便理解,只对Lm)发射功率Pi进行扰 动,假设随机的在[0山之间生成一个随机数为0.01,计算可得0.01<6-1/*^'4,则可在1.6胖< Pi <22. IW随机的选取一个数,如15.2,将15.2替换原物理参量值16得到替换后的解{1.2, 15.2,30,55}。对第克隆解集中选取的第二个解进行扰动,假设随机的在[0,1 ]之间生成一 个随机数为0.1,计算可得0. Ke-i/D'6,则可在1.6W < Pi < 22.1W随机的选取一个数,如8.6, 将8.6替换原物理参量值12得到替换后的解{1.2,8.6,35,45}。按照此规则可对解集中每个 解的一个或多个物理参量进行扰动,获得扰动解集。
[0113]步骤S4.4对扰动解集中的解对应的目标参量进行p-optimality评估后,再按照口- 0Pt ima 1 i ty值升序排列,取前第四预设数量个解作为优化解集。
[0114] 本步骤就是执行重选算子的步骤。
[0115] 实际应用中,需重新对扰动解集中的每个解对应的目标参量进行p-optimality评 估,得到优化解集中每个解对应的目标参量的p-optimality评估值,再将每个解对应的目 标参量的p-optimality评估值按照从小到大排序,取前4个p-optimality评估值对应的解 最为优化解集。由于实际运算时扰动解集中解的个数不同,所W优化解集中解的个数也会 不同,本发明不对该数值作明确规定。
[0116] 应用本发明实施例,对初始解集优选获得选择解集,克隆选择解集多次,得到包含 大量解的克隆解集,通过对克隆解集的自适应扰动,随机的改变解中一个或多个物理参量, 使得到的进化解集满足了优化方向多元性,真实的反映实际照明环境中的各种干扰,优化 后的解集具有较好的抗干扰性。
[0117] 图3为本发明实施例提供了一种室内可见光通信中节能照明的优化装置的结构示 意图,与图1所示的方法流程图对应,包括参量确定模块1,初始解集获得模块2,9- opt imal i ty评估模块3,免疫优化运算模块4,优化解集筛选模块5,优化结果输出模块6,最 优解配置模块7。
[0118] 其中,参量确定模块1,用于根据室内可见光通信系统中设备硬件和环境因素确定 各个物理参量的上下限、预设目标参量W及与预设目标参量对应的平面照度阔值和信干噪 比阔值;所述预设目标参量包括:最大化照明均度和最小化发射功率;所述物理参量包括: L邸发射功率、L邸阵列布局、L邸福射角和接收器F0V;
[0119] 初始解获得模块2,用于将每个物理参量对应作为初始解的一个元素,并获得包含 有预设第一数量个初始解的初始解集,其中,初始解集中的每个初始解对应一组目标参量;
[0120] p-optimality评估模块3,用于对初始解集中的每个初始解对应的目标参量进行 p-optimal ity评估,得到各个初始解对应的目标参量的p-optimality评估值,其中,p- optimality评估值表示为下述公式:
[0121]
[0122] 式中,P(x)为初始解集中每个初始解的元素优于初始解集中的其他初始解对应元 素的概率,P为预设优化方向控制值,其中,p〉l解具有均衡性,〇<p含1解具有不均衡性;
[0123] 免疫优化运算模块4,用于根据每个初始解对应的目标参量的p-optimality评估 值,对所述初始解集进行免疫优化运算,得到优化解集;
[0124] 优化解集筛选模块5,用于对所述的优化解集中的每个解对应的目标参量,计算获 得每个解对应的平面照度值和信干噪比值,将获得的平面照度值和信干噪比值与预设目标 参量对应的平面照度阔值和信干噪比阔值分别进行比较,将平面照度值处于所述预设目标 参量对应的平面照度阔值外,或信干噪比值小于预设目标参量对应的信干噪比阔值的解从 所述优化解集中删除;将完成删除操作后的优化解集作为本次优化结果保存;
[0125] 优化结果输出模块6,用于根据保存的本次优化结果与上一次保存的优化结果,确 定本次优化结果是否趋于稳定,如果是,则输出本次优化结果,触发最优解配置模块;否则 将本次优化结果的优化解集确定为初始解集,触发p-optimality评估模块;
[0126] 最优解配置模块7,用于对优化结果中的每个解对应的目标参量进行P- optimality评估,将p-optimality评估值最小的解作为最优解来配置室内可见光通信系统 中的对应物理参量。
[0127] 应用本发明实施例,对初始解集中初始解对应的目标参量进行p-optimality评 估,将目标参量的好坏直观的表现为p-optimality评估值的大小,p-optimality评估值越 小,目标参量越优。通过免疫优化运算将初始解集反复优化,得到趋于稳定的最优解集,保 证获得的最优解对应的物理参量为实际环境中最优的物理参量,实现对节能照明的优化。
[0128] 图4为本发明实施例提供了室内可见光通信中节能照明的优化装置的另一种结构 示意图,与图3实施例相比,本实施例中,免疫优化运算模块4,包括:
[0129] 选择子模块4.1,用于将初始解集中的初始解按照初始解对应的目标参量P- optimality值升序排列,取前第二预设数量个初始解作为选择解集。
[0130] 克隆子模块4.2,用于对所述选择解集中的每个解进行第Ξ预设数量次克隆,得到 克隆解集。
[0131] 进化子模块4.3,用于W自适应的方式对克隆解集中的每个解进行随机扰动,得到 扰动解集。
[0132] 重选子模块4.4,用于对扰动解集中的解对应的目标参量进行p-optimality评估 后,再按照p-optimality值升序排列,取前第四预设数量个解作为优化解集。
[0133] 应用本发明实施例,对初始解集优选获得选择解集,克隆选择解集多次,得到包含 大量解的克隆解集,通过对克隆解集的自适应扰动,随机的改变解中一个或多个物理参量, 使得到的进化解集满足了优化方向多元性,真实的反映实际照明环境中的各种干扰,优化 后的解集具有较好的抗干扰性。
[0134] 对于装置实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所W描述的比较简单,相关 之处请参见方法实施例中的对应部分说明即可。
[0135] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示运些实体或操作之间存 在任何运种实际的关系或者顺序。而且,术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为运种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句"包括一个……"限定的要素,并不排除在 包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0136] 本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置实 施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所W描述的比较简单,相关之处参见方法实施例 的部分说明即可。
[0137] 本领域普通技术人员可W理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可 W通过程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可W存储于计算机可读取存储介质中, 运里所称得的存储介质,如:R0M/RAM、磁碟、光盘等。
[0138] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围 内。
【主权项】
1. 一种室内可见光通信中节能照明的优化方法,其特征在于,所述方法包括步骤: SI:根据室内可见光通信系统中设备硬件和环境因素确定各个物理参量的上下限、预 设目标参量W及与预设目标参量对应的平面照度阔值和信干噪比阔值;所述预设目标参量 包括:最大化照明均度和最小化发射功率;所述物理参量包括:L邸发射功率、L邸阵列布局、 L邸福射角和接收器FOV; S2:将每个物理参量对应作为初始解的一个元素,并获得包含有预设第一数量个初始 解的初始解集,其中,初始解集中的每个初始解对应一组目标参量; S3:对初始解集中的每个初始解对应的目标参量进行p-optimalit
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