[发明专利]一种基于SLIPT的混合VLC/RF协作通信系统和方法

权利要求书

1.一种基于SLIPT的混合VLC/RF协作通信系统，其特征在于，包括：

信源，为LED光源，用于发射调制电信号x(t)对应的光信号x_s(t)，设所述LED光源的光通信覆盖范围为圆锥区域，所述圆锥区域对应的底部圆的圆心为O，半径为r，所述LED光源距离所述圆心O高度为l₁；

离网中继节点，为可移动离网节点，部署在所述信源通信范围内的任意位置且工作于VLC和RF模式，所述离网中继节点与所述信源之间的通信为视距无线传输，所述离网中继节点与所述信源间距离为d₁；

信宿，部署在所述信源的通信范围外，所述信宿与所述信源间无直接通信链路，且所述信宿与所述离网中继节点距离为d₂；

其中，所述信源与所述离网中继节点之间传输VLC信号，通过SLIPT技术实现光信息与能量同时传输；所述离网中继节点与所述信宿之间传输RF信号。

2.如权利要求1所述的基于SLIPT的混合VLC/RF协作通信系统，其特征在于，所述信源发射的光信号为x_s(t)＝P_LED(x(t)+B)；

其中，x(t)∈[-A,A]为调制电信号，所述调制电信号的均值E[x(t)]为0，P_LED为所述信源发出的LED功率；为保证x(t)为非负值，在x(t)上增加直流偏置B，使得(x(t)+B)≥0。

3.如权利要求2所述的基于SLIPT的混合VLC/RF协作通信系统，其特征在于，所述信源对应的平均功率P_a和峰值功率P_max满足两个约束条件：

4.如权利要求3所述的基于SLIPT的混合VLC/RF协作通信系统，其特征在于，当所述信源对应的P_a和P_max满足所述两个约束条件时，所述信源与所述离网中继节点之间链路信道容量C₁为：

其中，ρ为所述离网中继节点中光电探测器的响应度，γ₁中为第一跳信道增益；e为自然对数的底数；为第一跳的加性高斯白噪声；α为通信时间分配系数。

5.如权利要求4所述的基于SLIPT的混合VLC/RF协作通信系统，其特征在于，在所述信源通信范围内，所述离网中继节点是随机移动的，故其离圆心O越近，即当r₁越小，信道容量C₁就越大；通过令C₁＝R_t得到所述离网中继节点成功解码x(t)的距离门限值r_1,th，

其中，R_t为x(t)的预定义目标速率；当0≤r₁≤r_1,th时，所述离网中继节点成功解码x(t)；当r₁＞r_1,th时，所述离网中继节点解码失败。