[发明专利]一种获取室内可见光通信信道特性的方法

说明书

本发明公开了一种获取室内可见光通信信道特性的方法，主要解决现有室内可见光通信信道模型中只针对空旷房间而未考虑遮挡效应及可视函数只可能取0或1的问题。其技术核心是，引入泊松计数过程描述进入室内区域的不定量随机移动用户的数量，引入概率密度函数描述不定量随机移动用户的身宽和身高、在室内区域中的横坐标值和纵坐标值的联合分布，量化可见光通信信道直射链路未被不定量随机移动用户遮挡的概率，将经典室内可见光通信信道模型中的直射链路脉冲响应乘以其未被不定量随机移动用户遮挡的概率，获得描述信道特性的脉冲响应和接收信号功率值。可用于移动多用户室内可见光通信环境中。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及光通信技术领域中的一种获取室内可见光通信信道特性的方法。本发明可用于获取移动多用户环境下的室内可见光通信信道脉冲响应和接收信号功率。

背景技术

基于白光发光二极管LED(Light Emitting Diode)的可见光通信具有低功耗、高传输速率、无需频谱申请、高安全性、抗电磁干扰等优点，引起了国内外众多研究机构和学者的关注。截至目前，可见光通信还有一些关键问题有待解决。其中主要包括：受制于发光二极管LED的调制带宽无法提供超高的传输速率；缺乏针对室内可见光信道建模的基础性研究；不具备改善室内可见光信号分布的有效途径等。其中，获取信道脉冲响应是所有工作的基础。

Kwonhyung Lee等人在其发表的论文“Indoor Channel Characteristics forVisible Light Communications”(IEEE Communications Letters,2011,15(2),217-219)中提出了一种利用迭代法获取室内可见光通信信道脉冲响应的方法。该方法基于空旷房间将红外信道模型扩展到可见光波段，假设光源和反射面均满足朗伯模型，考虑了多次反射，并引入自变量为波长的反射率的函数，最后给出了信道脉冲响应公式。该方法存在的不足之处是，只针对空旷房间，并未考虑遮挡效应。

丁举鹏在其发表的学位论文“可见光通信室内信道建模及性能优化”(北京邮电大学,2013)中提出了一种基于反射元素获取室内可见光通信信道脉冲响应的方法。该方法假设光源和反射面均满足朗伯模型，将各反射面分成微反射元，考虑多次反射，针对室内固定遮挡物引起的遮挡响应，引入了一个可视函数，当视距链路被遮挡时，可视函数取0，当视距链路未被遮挡时，可视函数取1，最后给出了脉冲响应公式。该方法存在的不足之处是，可视函数只可能取0或1，即只适合于固定遮挡物。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种获取室内可见光通信信道特性的方法，该方法考虑不定量随机移动用户的遮挡效应，适用于移动多用户室内可见光通信环境。

为了实现上述目的，本发明方法的思路是：引入泊松计数过程描述进入室内区域的不定量随机移动用户的数量，引入概率密度函数描述不定量随机移动用户的身宽和身高、在室内区域中的横坐标值和纵坐标值的联合分布，量化可见光通信信道直射链路未被不定量随机移动用户遮挡的概率，获得不定量随机移动用户环境下室内可见光通信信道脉冲响应和接收光功率。

本发明方法的具体步骤如下：

(1)按照下式，获得无遮挡环境下室内可见光通信信道直射链路的脉冲响应：