[發明專利]一種基于無線紫外光MIMO的直升機助降方法

有效

• 申請號: 201710820551.6
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN108075814B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 趙太飛;包鶴;冷昱欣;余敘敘;馬欣媛
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0456;H04L1/00;H04L1/06;G01C9/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 蔣姝泓

1.一種基于無線紫外光MIMO的直升機助降方法，其特征在于，具體按照如下步驟實施：

步驟1、布置發射端：將四個發射端分別固定于降落點的四角處，通過角度傳感器探測發射端所處位置與水平面的角度大小，并計算出坡度；

步驟2、掃描階段：經步驟1后，每個所述發射端通過紫外激光MIMO LEDs陣列自設掃描方式發送信號，并對所發送的信號進行編碼，對編碼后的信號通過不同的發送天線發送，等待直升機的到來；

步驟3、下降階段：經步驟2后，當直升機的接收端接收到所述紫外激光MIMO LEDs陣列發出的編碼后的信號時，根據所得信號引導直升機對準降落點的中心位置上空，安全降落；

所述步驟2中，對發送的信號采用比特補碼式正交空時分組碼進行編碼；

所述比特補碼式正交空時分組碼的編碼方法具體按照以下步驟實施：

步驟2.1、先對紫外激光MIMO LEDs陣列發出的信號進行Q-PPM調制，求出碼字矩陣

其中，為調制信號s₁,s₂，…,s_k以及它們補碼信號的線性組合；

步驟2.2、經步驟2.1后，判斷碼字矩陣是否正交，若所述碼字矩陣正交，則進行下一步，否則，返回上一步重新計算碼字矩陣

步驟2.3、經步驟2.2后，假設散射體積中的閃爍是恒定的，單次散射占主導地位，計算誤碼率P_s。

2.如權利要求1所述的一種基于無線紫外光MIMO的直升機助降方法，其特征在于，所述步驟2.1中，碼字矩陣具體按照以下算法經計算獲得：

式(1)中：M為發射天線數，T為一組編碼符號的時間周期個數。

3.如權利要求1所述的一種基于無線紫外光MIMO的直升機助降方法，其特征在于，所述步驟2.2中碼字矩陣正交的滿足條件為：

式(2)中：ρ_s為常數,為單位矩陣。

4.如權利要求1所述的一種基于無線紫外光MIMO的直升機助降方法，其特征在于，所述步驟2.3中，誤碼率具體按照以下算法經計算獲得：

r_1,mn＝rsinθ_R,n/sinθ_s,mn (8)；

r_2,mn＝rsinθ_T,m/sinθ_s,mn (9)；

θ_s,mn＝θ_T,m+θ_R,n (10)；

式(3)～(14)中：Q為大于2的PPM調制指數，f(I_mn)是衰落信道模型的信道系數從m發射孔徑至n接收孔徑的聯合分布概率密度函數，I_mn為湍流情況下的輻射度，μ_mn為輻射度的平均值，σ_mn是輻射度的方差，a_mn為輻射度因子，I_0,mn為在沒有湍流的情況下的單個發射天線功率的單散射假設下接受的輻照度，r_1,mn為從第m個發射天線到V_mn的距離，r_2,mn為從V_mn到第n個接收天線之間的距離，k_e為大氣信道衰減系數，k_s為大氣信道散射系數，P(θ_s,m)為散射相函數，取1，A_r為接收孔徑，θ_s,mn為散射角，θ_R,n為第n個接收天線的接收仰角，θ_T,m為第m個發射天線的發射仰角，V_mn為第m個發射天線和第n個接收天線之間的有效散射體積，f_I(I)為信號的強度起伏服從對數正態分布的概率密度函數，I為光強起伏，為斜程傳輸的閃爍指數，為平面波對數振幅方差，L為傳播路徑長度，λ為每個激光MIMO LED的波長，M表示發射天線數，N表示接收天線數，SNR為信噪比，r為鏈路間的距離。