[发明专利]一种获取室内可见光通信信道特性的方法

摘要

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。

主权项

1.一种获取室内可见光通信信道特性的方法，包括以下步骤：(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：其中，h(S,R)表示无遮挡环境下，室内可见光通信信道的接收器R对光源S直射链路脉冲的响应，m表示无遮挡环境下，室内可见光通信信道的光源S的朗伯指数，其为任意正数，A表示无遮挡环境下，室内可见光通信信道的接收器R的物理面积，π表示圆周率，L表示无遮挡环境下，室内可见光通信信道的光源S的物理中心点到接收器R的物理中心点的距离，cos表示余弦操作，θ表示无遮挡环境下，室内可见光通信信道的光源S到接收器R的直射链路的出射角，×表示相乘操作，表示无遮挡环境下，可见光通信信道的光源S到接收器R间直射链路的入射角，T表示无遮挡环境下，室内可见光通信信道的接收端滤波器的增益，表示无遮挡环境下，室内可见光通信信道的接收端集中器跟随光源S到接收器R的直射链路的入射角变化的增益，u(·)表示阶跃函数，FOV表示无遮挡环境下室内可见光通信信道的接收器R的视场角，δ(·)表示冲激函数，t表示无遮挡环境下室内可见光通信信道直射链路的脉冲响应的时间参数，c表示光速；(2)按照下式，依次获得无遮挡环境下室内可见光通信信道1～N次反射链路的脉冲响应：其中，h^(k)(S,R)表示无遮挡环境下，室内可见光通信信道的接收器R对光源S的第k次反射链路的脉冲响应，k表示小于等于N的正整数，N为正整数，其值由所需的室内可见光通信信道脉冲响应精度确定，N值越大，获得的室内可见光通信信道脉冲响应精度越高，∫表示积分操作，A_all表示室内所有光反射面的面积，h^(k‑1)(S,dA)表示室内光反射面的微分区域dA对无遮挡环境下室内可见光通信信道的光源S的第k‑1次反射链路的脉冲响应，h(dA,R)表示无遮挡环境下，室内光反射面的微分区域dA对光源S直射链路脉冲的响应；(3)获得无遮挡环境下可见光通信信道脉冲响应：将直射链路的脉冲响应与1～N次反射链路的脉冲响应相加，得到无遮挡环境下室内可见光通信信道脉冲响应；(4)按照下式，量化直射链路未被不定量随机移动用户遮挡的概率：其中，P_EF表示室内区域中任意两点E和F间，直射链路未被不定量随机移动用户遮挡的概率，exp表示以自然常数e为底的指数操作，λ表示进入室内区域的不定量随机移动用户的数量所服从的泊松计数过程的参数，t₀表示不定量随机移动用户进入室内区域的时间，X、Y分别表示室内区域的长、宽，∫∫表示双重积分操作，D表示每个不定量随机移动用户遮挡任意两点E和F间的直射链路所需的身宽和身高条件，q(w,h)表示每个进入室内区域的不定量随机移动用户的身宽w和身高h的联合概率密度，f(x₀,y₀)表示每个进入室内区域的不定量随机移动用户的横坐标值x₀与纵坐标值y₀的联合概率密度，d表示微分操作；(5)获得室内可见光通信信道脉冲响应：(5a)将无遮挡环境下，室内可见光通信信道的直射链路的脉冲响应、1～N次反射链路的脉冲响应，分别乘以该链路未被不定量随机移动用户遮挡的概率，将所有链路对应的结果相加，得到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；所述的该链路是指，从N+1条链路中依次选取的1条链路，其中，N+1条链路包含由光源S为起点、接收器R为终点形成的1条直射链路与N条反射链路；所述的所有链路是指，1条直射链路与N条反射链路组成的N+1条链路；(5b)对室内可见光通信信道脉冲响应在时域积分，得到信道在该时间域内描述信道特性的接收信号功率值。