[发明专利]无线紫外光非视距通信网络的连通方法

说明书

本发明公开了无线紫外光非视距通信网络的连通方法，根据发射光束发散角、接收视场角和发送接收角度不同所形成的重叠散射区域特性，采用UV‑NLOS通信方式，UV‑NLOS通信采用定向发送‑定向接收类通信方式。本发明主要阐述了空间角度对无线紫外光非视距(UV‑NLOS)通信系统连通概率的影响，采用NLOS类通信方式时，收发仰角均为小角度时，网络连通时性能参数更佳，采用PPM调制方式网络连通效率更高，定向发送‑定向接收场景下，收发端仰角均为小角度时各网络连通效果更好。

技术领域

本发明涉及一种无线紫外光非视距通信网络的连通方法。

背景技术

紫外光通信是无线通信与光通信相结合的一种较新的通信技术，以光为载体，并不通过任何有形实体介质进行信息传输，在现有几种解决“最后一公里”问题的技术中有很大的优势。

紫外光通信分为视距和非视距两种工作模式。其紫外光通信还具有低窃听、低位辨、全方位和抗干扰能力强等优点。近年针对紫外光通信网络的连通性研究也很多，主要是在固定网络收发端装置的仰角条件下研究网络连通概率，但是为了更好地确保网络的连通性，随时调整收发端仰角来调整网络的连通效果尤为重要。因此，研究紫外光通信中使网络处于连通状态时网络性能参数变化的规律是很有必要的。

发明内容

为解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种网络连通效果好的无线紫外光非视距通信网络的连通方法。

本发明提供如下技术方案：

无线紫外光非视距通信网络的连通方法，根据发射光束发散角、接收视场角和发送接收角度不同所形成的重叠散射区域特性，采用UV-NLOS通信方式，UV-NLOS通信采用定向发送-定向接收类通信方式。

A为网络覆盖面积，设节点密度为ρ，节点传输距离为r₀，节点的数目为n，节点密度ρ＝n/A，则紫外光多跳通信网络的连通概率P为

在一个多跳紫外光网络中，每个节点的最小节点度(dmin≥k)的概率为：

当任意两个节点之间都有路径时，网络是连通的，同样，当任意两个节点之间存在k个相互独立的路径，网络就是k-连通的(k≥1)，k＝1是紫外光网络连通的最低要求，因此以k＝1为基础进行研究，即

P(G is connected)=P(d_min≥1) (3)。

在无线紫外光多跳通信网络中，节点的度d(u)是和该节点相连接的边的条数，孤立节点的节点度为空节点度，网络的最小节点度用d_min表示，网络中任意一对节点之间都有路径，网络就是全连通的。

在无线紫外光通信过程中，网络节点覆盖范围取决于调制和编码方式，采用PPM调制方式，节点覆盖范围为：

其中，M为码长，λ为波长；ζ为光电倍增管的响应；ηPMT为光电倍增管量子效率，η＝ηPMT·ηf，其中ηPMT＝0.3，ηf为光学滤波器效率；

P_t为发送功率；R_b为数据传输效率；P_e为误码率。

根据不同θ₁和θ₂角度下的α和ζ的值，α和ζ影响着网络节点所能达到的覆盖范围r₀，并由式(1)可知，其影响网络连通的概率。