[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201710820551.6
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN108075814B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙太飛;包鶴;冷昱欣;余敘敘;馬欣媛
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 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(wù)所 61214
• 代理人: 蔣姝泓

本發(fā)明公開的一種基于無線紫外光MIMO的直升機助降方法，將四個發(fā)射端分別固定于降落點的四角處，每個發(fā)射端通過紫外激光MIMO LEDs陣列自設(shè)掃描方式發(fā)送信號，并對所發(fā)送的信號進行編碼，對編碼后的信號通過不同的發(fā)送天線發(fā)送，等待直升機的到來；當(dāng)直升機的接收端接收到所述紫外激光MIMO LEDs陣列發(fā)出的編碼后的信號時，根據(jù)所得信號引導(dǎo)直升機對準(zhǔn)降落點的中心位置上空，安全降落；本發(fā)明利用紫外光通信技術(shù)，時延長、帶寬窄和信道復(fù)用率低等優(yōu)點以及非直視通信的定向性，通過將MIMO技術(shù)和空時分編碼應(yīng)用于無線紫外光通信中，能更好地降低誤碼率，提高通信距離、通信速率、信道容量、抗衰落性能等指標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于直升機降落技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于無線紫外光MIMO的直升機助降方法。

背景技術(shù)

受低空開放和國內(nèi)人均GDP提升等影響，國內(nèi)通用航空市場近幾年發(fā)展很快，而作為其中重要分支的直升機更是備受關(guān)注。直升機具有垂直起降和空中機動優(yōu)勢，在軍事有很好的應(yīng)用前景。當(dāng)前國內(nèi)直升機用途：①海上石油補給(設(shè)備和人)；②陸上石油補給(設(shè)備和人)；③電力巡線(高壓線、電線等逆向巡航)；④礦產(chǎn)勘探；⑤空中旅游；⑥航拍；⑦農(nóng)林產(chǎn)業(yè)農(nóng)藥噴灑、防火消防等。然而，隨著直升機的應(yīng)用越來越廣泛，直升機的安全問題也越發(fā)突出，當(dāng)發(fā)生了緊急事件或者自然災(zāi)害時，地形地貌發(fā)生改變，交通中斷，天氣條件惡劣，導(dǎo)航定位困難，此時如何準(zhǔn)確快速引導(dǎo)救援直升機抵達(dá)救災(zāi)地點的降落場并安全降落成為關(guān)注的焦點。

隨著無線光通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無線紫外光通信固有的時延長、帶寬窄和信道復(fù)用率低等優(yōu)點以及非直視通信的定向性，成為紫外光通信系統(tǒng)進一步發(fā)展的優(yōu)勢。因此，無線紫外光散射通信也越來越受到人們關(guān)注。然而，紫外光散射通信存在嚴(yán)重的衰減的現(xiàn)象，而且信號發(fā)射功率又受到一定的限制，因此，需提供一種新的直升機助降系統(tǒng)及其助降方法，以改善無線紫外光通信系統(tǒng)的通信距離、通信速率、信道容量、抗衰落性能等指標(biāo)性能，使得直升機能在較復(fù)雜的環(huán)境下安全準(zhǔn)確降落。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于無線紫外光MIMO的直升機助降方法，能夠提高無線紫外光通信系統(tǒng)的通信距離、通信速率、信道容量、抗衰落性能等指標(biāo)性能。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于無線紫外光MIMO的直升機助降方法，具體按照如下步驟實施：

步驟1、布置發(fā)射端：將四個發(fā)射端分別固定于降落點的四角處，通過角度傳感器探測發(fā)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(jīng)步驟1后，每個發(fā)射端通過紫外激光MIMO LEDs陣列自設(shè)掃描方式發(fā)送信號，并對所發(fā)送的信號進行編碼，對編碼后的信號通過不同的發(fā)送天線發(fā)送，等待直升機的到來；

步驟3、下降階段：經(jīng)步驟2后，當(dāng)直升機的接收端接收到紫外激光MIMO LEDs陣列發(fā)出的編碼后的信號時，根據(jù)所得信號引導(dǎo)直升機對準(zhǔn)降落點的中心位置上空，安全降落。

本發(fā)明的特點還在于：

步驟2中，對發(fā)送的信號采用比特補碼式正交空時分組碼進行編碼。

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(fā)出的信號進行Q-PPM調(diào)制，求出碼字矩陣

其中，為調(diào)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(jīng)步驟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(jīng)步驟2.2后，假設(shè)散射體積中的閃爍是恒定的，單次散射占主導(dǎo)地位，計算誤碼率P_s。