[发明专利]一种基于无线能量收割与非正交多址的可见光/射频混合协作通信方法

权利要求书

1.一种基于无线能量收割与非正交多址的可见光/射频混合协作通信方法，其特征在于，应用于可见光/射频通信的用户协作传输系统，该系统包括LED光源及用户群，将该用户群的用户分为近用户、远用户两类，离所述LED光源较近的区域所在的用户为近用户；用户群中其它用户为远用户；离所述LED光源较近的区域是指：以LED光源垂直射在用户群所在的平面的点为圆点，以a为半径所在的区域，a的取值范围为0～6m；每个所述近用户设有近用户信号接收机，用于接收信号，所述近用户信号接收机包括光学检测器；包括：

(1)所述近用户通过可见光通信方式接收LED光源发出的混合信息，所述混合信息为近用户和远用户的混合信息，并对混合信息进行解调，近用户和远用户的混合信息即近用户的调制信号和远用户的调制信号的线性叠加信号，包括：

A、第一阶段T时间内，0T1，设定第一阶段时间、第二阶段时间合计为一个时间周期1；所述近用户将接收到的LED光源发出的光信号转化为电能，进行存储；所述步骤A，第一阶段T时间内为能量收割阶段，此阶段收割的能量如式(V)所示：

式(V)中，η为能量转换效率；P_s是指LED光源的发送功率；

B、第二阶段1-T时间内，所述近用户接收LED光源发出的光信号，并通过串行干扰消除技术解调LED光源发出的光信号，解调出近用户的调制信号和远用户的调制信号；

所述步骤(1)，所述近用户通过可见光通信方式接收所述LED光源发出的混合信息，包括：

LED光源通过可见光信道将混合信号p₁x₁+p₂x₂+I_Dc发送给所述近用户，x₁为近用户的调制信号，x₂为远用户的调制信号，p₁为近用户的功率分配系数，p₂为远用户的功率分配系数，设定p₁p₂且p₁+p₂＝1；I_DC为直流-偏置电流，近用户接收信号如式(I)所示：

式(I)中，是指LED光源的发送功率的开方，表征信号幅值；z_n为高斯白噪声服从均值为0方差为正态分布，h_sn为可见光信道的信道增益，h_sn的表达式如式(Ⅱ)所示：

式(Ⅱ)中，M为LED光源的辐射模式，L为LED光源到近用户信号接收机的垂直距离，r为LED光源到近用户信号接收机的水平距离，D为光学检测器的检测范围，φ为发射角，为入射角，为光学系统增益，R_p是光学检测器的灵敏度，为光滤波增益，M(φ)是指朗伯辐射系数；

变量r的概率密度函数服从均匀分布r_e为近用户的活动区域半径，|h_sn|²的概率密度函数如式(Ⅲ)所示：

式(Ⅲ)中，x的取值范围为x∈[x_min；x_max]，对式(Ⅲ)积分得到|h_sn|²的累积分布函数如式(IV)所示：

(2)所述近用户通过步骤A存储的电能，将步骤B解调出的远用户的调制信号，通过射频信号发送给远用户。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线能量收割与非正交多址的可见光/射频混合协作通信方法，其特征在于，所述步骤B，第二阶段1-T时间内为信号解调阶段，近用户接收LED光源发出的光信号，先将自己的信息x₁即所述近用户的调制信号当作干扰信息，解调出远用户的调制信号x₂，再解调出自己的调制信号x₁；近用户的信干噪比远用户的信干噪比分别为：