无线紫外光非视距通信网络的连通方法.pdf

《无线紫外光非视距通信网络的连通方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线紫外光非视距通信网络的连通方法.pdf（6页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010749876.1 (22)申请日 2020.07.30 (71)申请人 江苏崛起通讯科技有限公司 地址 210023 江苏省南京市栖霞区马群街 道紫东路2号A3栋6层 (72)发明人 黄其伟 (51)Int.Cl. H04B 10/11(2013.01) H04B 10/516(2013.01) (54)发明名称 无线紫外光非视距通信网络的连通方法 (57)摘要 本发明公开了无线紫外光非视距通信网络 的连通方法， 根据发射光束发散角、 接收视场角 和发送接收角度不同所。

2、形成的重叠散射区域特 性， 采用UVNLOS通信方式， UVNLOS通信采用定 向发送定向接收类通信方式。 本发明主要阐述 了空间角度对无线紫外光非视距(UVNLOS)通信 系统连通概率的影响， 采用NLOS类通信方式时， 收发仰角均为小角度时， 网络连通时性能参数更 佳， 采用PPM调制方式网络连通效率更高， 定向发 送定向接收场景下， 收发端仰角均为小角度时 各网络连通效果更好。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 111756440 A 2020.10.09 CN 111756440 A 1.无线紫外光非视距通信网络的连通方法， 其特征在于： 根据发射光束发散角、 接收视 场角和。

3、发送接收角度不同所形成的重叠散射区域特性， 采用UV-NLOS通信方式， UV-NLOS通 信采用定向发送-定向接收类通信方式。 2.根据权利要求1所述的无线紫外光非视距通信网络的连通方法， 其特征在于： A为网 络覆盖面积， 设节点密度为 ， 节点传输距离为r0， 节点的数目为n， 节点密度 n/A， 则紫外 光多跳通信网络的连通概率P为 在一个多跳紫外光网络中， 每个节点的最小节点度(dmink)的概率为： 当任意两个节点之间都有路径时， 网络是连通的， 同样， 当任意两个节点之间存在k个 相互独立的路径， 网络就是k连通的(k1)， k1是紫外光网络连通的最低要求， 因此以k 1为基础进。

4、行研究， 即 P(G is connected)P(dmin1) (3)。 3.根据权利要求2所述的无线紫外光非视距通信网络的连通方法， 其特征在于： 在无线 紫外光多跳通信网络中， 节点的度d(u)是和该节点相连接的边的条数， 孤立节点的节点度 为空节点度， 网络的最小节点度用dmin表示， 网络中任意一对节点之间都有路径， 网络就是 全连通的。 4.根据权利要求2所述的无线紫外光非视距通信网络的连通方法， 其特征在于： 在无线 紫外光通信过程中， 网络节点覆盖范围取决于调制和编码方式， 采用PPM调制方式， 节点覆 盖范围为： 其中， M为码长， 为波长； 为光电倍增管的响应； PMT为光。

5、电倍增管量子效率， PMT f， 其中 PMT0.3, f为光学滤波器效率； Pt为发送功率； Rb为数据传输效率； Pe为误码率。 5.根据权利要求2所述的无线紫外光非视距通信网络的连通方法， 其特征在于： 根据不 同 1和 2角度下的 和 的值， 和 影响着网络节点所能达到的覆盖范围r0， 并由式(1)可知， 其影响网络连通的概率。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111756440 A 2 无线紫外光非视距通信网络的连通方法 技术领域 0001 本发明涉及一种无线紫外光非视距通信网络的连通方法。 背景技术 0002 紫外光通信是无线通信与光通信相结合的一种较新的通信技术， 以光为载体，。

6、 并 不通过任何有形实体介质进行信息传输， 在现有几种解决 “最后一公里” 问题的技术中有很 大的优势。 0003 紫外光通信分为视距和非视距两种工作模式。 其紫外光通信还具有低窃听、 低位 辨、 全方位和抗干扰能力强等优点。 近年针对紫外光通信网络的连通性研究也很多， 主要是 在固定网络收发端装置的仰角条件下研究网络连通概率， 但是为了更好地确保网络的连通 性， 随时调整收发端仰角来调整网络的连通效果尤为重要。 因此， 研究紫外光通信中使网络 处于连通状态时网络性能参数变化的规律是很有必要的。 发明内容 0004 为解决上述背景技术中的问题， 本发明提供一种网络连通效果好的无线紫外光非 视距。

7、通信网络的连通方法。 0005 本发明提供如下技术方案： 0006 无线紫外光非视距通信网络的连通方法， 根据发射光束发散角、 接收视场角和发 送接收角度不同所形成的重叠散射区域特性， 采用UV-NLOS通信方式， UV-NLOS通信采用定 向发送-定向接收类通信方式。 0007 A为网络覆盖面积， 设节点密度为 ， 节点传输距离为r0， 节点的数目为n， 节点密度 n/A， 则紫外光多跳通信网络的连通概率P为 0008 0009 在一个多跳紫外光网络中， 每个节点的最小节点度(dmink)的概率为： 0010 0011 当任意两个节点之间都有路径时， 网络是连通的， 同样， 当任意两个节点之。

8、间存在 k个相互独立的路径， 网络就是k-连通的(k1)， k1是紫外光网络连通的最低要求， 因此 以k1为基础进行研究， 即 0012 P(G is connected)=P(dmin1) (3)。 0013 在无线紫外光多跳通信网络中， 节点的度d(u)是和该节点相连接的边的条数， 孤 立节点的节点度为空节点度， 网络的最小节点度用dmin表示， 网络中任意一对节点之间都有 路径， 网络就是全连通的。 0014 在无线紫外光通信过程中， 网络节点覆盖范围取决于调制和编码方式， 采用PPM调 说明书 1/3 页 3 CN 111756440 A 3 制方式， 节点覆盖范围为： 0015 00。

9、16 其中， M为码长， 为波长； 为光电倍增管的响应； PMT为光电倍增管量子效率， PMT f， 其中 PMT0.3， f为光学滤波器效率； 0017 Pt为发送功率； Rb为数据传输效率； Pe为误码率。 0018 根据不同 1和 2角度下的 和 的值， 和 影响着网络节点所能达到的覆盖范围r0， 并由式(1)可知， 其影响网络连通的概率。 0019 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 本发明主要阐述了空间角度对无线紫外 光非视距(UV-NLOS)通信系统连通概率的影响， 采用NLOS类通信方式时， 收发仰角均为小角 度时， 网络连通时性能参数更佳， 采用PPM调制方式网络连通效率更。

10、高， 定向发送-定向接收 场景下， 收发端仰角均为小角度时各网络连通效果更好。 附图说明 0020 图1为本发明定向发送-定向接收类通信方式示意图。 0021 图2为本发明NLOS通信系统信道模型示意图。 具体实施方式 0022 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0023 请参阅图1， 本发明的无线紫外光非视距通信网络的连通方法， 根据发射光束发散。

11、 角、 接收视场角和发送接收角度不同所形成的重叠散射区域特性， 采用UV-NLOS通信方式， UV-NLOS通信采用定向发送-定向接收类通信方式， 0024 图2所示， NLOS通信系统信道模型， 其中TX为发送端， RX为接收端， 1为发散角， 1 为发送仰角， 2为视场角， 2为接收仰角， V为有效散射体， r为通信距离， r1和r2分别为发送 端到有效散射的距离和有效散射体到接收端的距离。 TX在1和 1范围内向空间发射光信 号， 光信号在有效散射体内散射后， RX以2和 2进行光信号接收。 0025 在无线紫外光多跳通信网络中， 节点的度d(u)是和该节点相连接的边的条数(即 在其范围。

12、内的邻节点的数目)， 孤立节点的节点度为空节点度， 网络的最小节点度用dmin表 示。 网络中任意一对节点之间都有路径， 网络就是全连通的。 0026 A为网络覆盖面积， 当网络完全连通时节点密度越小， 网络覆盖面积越大。 设节点 密度为 ， 节点传输距离为r0， 节点的数目为n， 节点密度 n/A， 则紫外光多跳通信网络的 连通概率P为 0027 0028 在一个多跳紫外光网络中， 每个节点的最小节点度(dmink)的概率为： 说明书 2/3 页 4 CN 111756440 A 4 0029 0030 当任意两个节点之间都有路径时， 网络是连通的。 同样， 当任意两个节点之间存在 k个相互。

13、独立的路径， 网络就是k-连通的(k1)。 k1是紫外光网络连通的最低要求， 因此 以k1为基础进行研究， 即 0031 P(G is connected)P(dmin1) (3)。 0032 在无线紫外光通信过程中， 网络节点覆盖范围取决于调制和编码方式， 采用PPM调 制方式， 节点覆盖范围为： 0033 0034 其中， M为码长， 为波长， 250m； 为光电倍增管的响应， 62A/W； PMT为光电 倍增管量子效率， PMT f， 其中 PMT0.3， f为光学滤波器效率， f0.15； Pt为发送 功率； Rb为数据传输效率； Pe为误码率， Pe10-6。 0035 和 的值取决。

14、于发送端发散角1、 发送仰角 1、 接收端视场角2、 接收仰角 2。 0036 由于发送端仰角 1和接收端仰角 2发生变化而使有效散射体体积以及网络节点传 输距离发生变化， 进而使路径损耗发生变化。 根据不同 1和 2角度下的 和 的值， 和 影响 着网络节点所能达到的覆盖范围r0， 并由式(1)可知， 其影响网络连通的概率。 当网络连通 概率为1时， 网络处于连通状态。 0037 本文研究角度范围内， 1与 2均为20 时， 网络连通所能达到的网络节点覆盖范围 r0最大， 数据传输速率Rb最大， 所需发送功率Pt最小， 节点密度 也最小， 即网络利用率较高。 0038 在紫外光通信中， 影响。

15、网络连通性的主要性能参数有噪声模型、 节点密度、 发送功 率和误码率等。 0039 本发明主要阐述了空间角度对无线紫外光非视距(UV-NLOS)通信系统连通概率的 影响， 采用NLOS类通信方式时， 收发仰角均为小角度时， 网络连通时性能参数更佳， 采用PPM 调制方式网络连通效率更高， 定向发送-定向接收场景下， 收发端仰角均为小角度时各网络 连通效果更好。 0040 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 说明书 3/3 页 5 CN 111756440 A 5 图1 图2 说明书附图 1/1 页 6 CN 111756440 A 6 。