[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

说明书

本发明公开了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，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；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，判定室内用户向室外进行射频传输的通信方式；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；或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。本发明缓解了射频频谱资源紧张和射频传输系统之间的干扰问题，提高了传输速率。

技术领域

本发明属于无线供能通信技术领域，具体涉及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。

背景技术

当今社会对无线数据传输的需求日益增长，但射频频谱资源不足和带宽受限的问题在很大程度上限制了无线数据通信技术的发展。然而可见光波段频谱资源丰富且大多未被使用，并且可见光的高频率也使得其受带宽限制较小，不需要专门配置(直接利用从室内照明设备发出的光中收集到的能量进行数据传输，无需像射频通信一样，需要架设基站和能量信标)、信道容量大且没有电磁辐射。与此同时，由于射频通信和可见光通信所占用的频带不同，不存在相互干扰，可见光通信与射频通信结合的传输方法有着丰富的应用前景，可用有效补充现有射频无线通信系统方式在无线通信网络中的应用。

然而，可见光无穿透能力(不能穿透墙壁)，大多用于室内传输，但是可以保证传输的安全性，不被外界窃取，同时可以达到较高的数据传输速率。对可见光能量进行收集，用来数据传输，还可以节能，无需电源供电即可进行信息传输，能源效率高。通过可见光通信与射频通信结合的传输方法，既解决了可见光通信的信号强度随传输距离增大而急剧衰减和没有穿透性导致的只能在室内传输的问题，又缓解了射频频谱资源紧张、射频传输系统之间的相互干扰以及需要架设专门的能量收发设备的问题，还降低了传输错误概率并实现了更高的传输速率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供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，运用可见光通信、射频通信以及能量收集技术进行分析，射频通信包括反向散射通信、点到点射频通信；根据可见光通信和射频通信互不干扰的原理，利用可见光通信和射频通信的结合，既解决了可见光通信的信号强度随传输距离增大而急剧衰减和没有穿透性导致的只能在室内传输的问题，又缓解了射频频谱资源紧张和射频传输系统之间的相互干扰问题。

本发明采用以下技术方案：

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，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；

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；

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。

具体的，步骤S1中，可见光信号传输部分中断概率为：