[发明专利]一种基于可见光能量收集及射频反向散射的混合通信方法

权利要求书

1.一种基于可见光能量收集及射频反向散射的混合通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、照明设备向能够接收照明设备的光的用户同时进行可见光的信息和能量传输，用户对可见光能量进行收集并进行信息译码，得到可见光通信过程的数据传输中断概率，可见光信号传输部分中断概率为：

其中，Pr(SINR_i≥γ_Vth)为用户i的覆盖概率，N₀为噪声功率，l为没有添加直流偏置电流时，平均传输光功率与电功率之比，j为各干扰照明设备，B_V为照明设备的调制带宽，γ_Vth为信干噪比阈值，ω为特征函数Ω的表示变量；

S2、计算室内用户从覆盖的多个照明设备中收集到的总可见光功率，并以室内用户向室外进行射频传输的发送功率作为阈值功率，将阈值功率与来自照明设备的接收功率相比较，判定室内用户向室外进行射频传输的通信方式，用户i从照明设备l接收到的电功率为：

其中，C_i,RF为用户i处接收机的射频功率常数，r_li为用户i与照明设备l之间的水平距离，G_t²(φ_li)和Gr²(ξ_li)为收发天线增益，

用户i接收到的能量为：

其中，ρ(0＜ρ＜1)为用户i的能量收集效率，为用户i可以从中收集能量的照明设备数，K_V＝K₁+1；

S3、若室内用户从照明设备中收集到的可见光功率能够用于传统点到点射频传输，则室内用户利用点到点射频通信技术将待传信息传输给室外用户；否则，室内用户利用反向散射技术将待传信息搭载到其所处环境中的射频信号上，再反向散射传输给室外用户；计算得到分别使用传统射频通信和反向散射通信方式的数据传输中断概率，完成通信。

2.根据权利要求1所述的基于可见光能量收集及射频反向散射的混合通信方法，其特征在于，步骤S1中，用户i的接收SINR为：

其中，R_P为用户i的光电检测器的反应率，即光电转换效率A/W；分别为服务用户i的照明设备、其他干扰照明设备的可见光传输功率；假设l为没有添加直流偏置电流时，平均传输光功率与电功率之比，即照明设备工作于非线性区导致的非线性失真的程度；B_V为照明设备的调制带宽；N₀为噪声的功率谱密度A²/HZ，用户i的覆盖概率为：

其中，令Ω＝Y-I_Vγ_Vth；φ_Ω(ω)＝E[exp(-jωΩ)]为Ω的特征函数，I_m[.]为(.)的虚部；

K₁表示干扰照明设备的数目，0≤K₁＜∞，j表示各干扰照明设备，j＝1,2,...,K₁；则

其中，

其中，Γ(z,x,y)＝Γ_u(z,x)-Γ_u(z,y)为广义不完全伽马函数；

由于用户i与相应照明设备i的PDF为：

其中，0＜r_i＜R_S。

3.根据权利要求1所述的基于可见光能量收集及射频反向散射的混合通信方法，其特征在于，步骤S2中，用户i接收到能量的PDF为：

相应CDF为：

能量受限概率为：