[发明专利]移动场景下无线紫外光通信散射信道仿真方法

说明书

本发明公开了一种移动场景下无线紫外光通信散射信道仿真方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、建立无线紫外光通信散射信道传输模型，并确定发射光子的散射位置；步骤2、确定接收端移动的方向和速度；步骤3、确定移动场景下接收光锥顶点Q点的位置；步骤4、计算经散射点S_n散射的光子能到达Q点的概率；步骤5、绘制移动方向上脉冲响应和路径损耗图。通过该方法，研究了移动场景下的无线紫外光通信节点间相对运动速度和运动方向与散射信道特性之间的关系，并绘制脉冲响应和路径损耗图，为降低接收端路径损耗、提高接收端信噪比提供了理论依据。

技术领域

本发明属于无线紫外光通信技术领域，涉及一种移动场景下无线紫外光通信散射信道仿真方法。

背景技术

目前无线紫外光通信主要应用蒙特卡洛法和遍历微元法等建立了信道传输特性模型，目前蒙特卡洛方法是研究紫外光多次散射传输模型的最重要的方法。采用蒙特卡洛法分析散射传输问题，能很好的模拟光子散射传输的全过程，能计算系统路径损耗、模拟脉冲响应。

目前针对无线紫外光通信的仿真研究都是收发端固定的，这就不能逼真地刻画出实际应用中无线紫外光通信的信道传输特性，因此，研究移动场景下的无线紫外光通信散射信道会更符合紫外光通信传输特性的真实性，对无线紫外光通信的应用有着不可或缺的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种移动场景下无线紫外光通信散射信道仿真方法，具有反应无线紫外光通信节点间相对运动速度和运动方向与散射信道特性之间关系的特点。

本发明所采用的技术方案是，一种移动场景下无线紫外光通信散射信道仿真方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、建立无线紫外光通信散射信道传输模型，并确定发射光子的散射位置；

步骤2、确定接收端移动的方向和速度；

步骤3、确定移动场景下接收光锥顶点Q点的位置；

步骤4、计算经散射点S_n散射的光子能到达Q点的概率；

步骤5、绘制移动方向上脉冲响应和路径损耗图。

步骤1中无线紫外光通信散射信道传输模型包括：发送端T和接收端R，T和R之间的距离为x₀；C_t和C_r分别表示发射光锥和接收光锥；θ_t、φ_t、α_t分别表示发送端仰角、发散角半角、偏转角，θ_r、φ_r、α_r分别表示接收端仰角、视场角半角、偏转角；S_n是第n次散射的散射点，r₀是T到S₁的距离，r₁是S₁到R的距离，r_n是S_n到R的距离；ζ_Sn是S_n与R接收面中心点的连线与C_r中心轴的夹角，β_S1是光子在S₁点入射方向与光子散射后传播方向的夹角；θ是S₁与T接收面中心点的连线与C_t中心轴的夹角，α是S₁与T接收面中心点的连线在xoy平面上的投影与x轴正向的夹角。

步骤1中，发射端在C_t内发射10⁶个光子，每一个光子的θ角和α角在(0，2π)之间均匀分布，(θ，α)确定唯一的光子传输方向，cosθ和α可以求得为：

cosθ＝1-ξ^(θ)(1-cosφ_t)

α＝2πξ^(α)