[發明專利]自由光通信、射頻和可見光通信三跳中繼通信方法及裝置

有效

• 申請號: 201910353535.X
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110071765B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 彭張節;賈楠楠;方國杏;李敏;魏爽;馮偉;楊茹;王淑賢;王龍龍
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: H04B10/29
• 分類號: H04B10/29;H04B10/293;H04B10/11;H04B10/116
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔡彭君

本發明涉及一種自由光通信、射頻和可見光通信三跳中繼通信方法及裝置，其中方法包括：步驟S1：構建一個三跳混合中繼系統，并采集系統參數；步驟S2：分別獲得FSO信道的瞬時信噪比的累積分布函數、RF通道的瞬時信噪比的累積分布函數和VLC信道瞬時信噪比的累積分布函數；步驟S3：基于得到的FSO信道的瞬時信噪比的累積分布函數、RF通道的瞬時信噪比的累積分布函數和VLC信道瞬時信噪比的累積分布函數，確定瞬時端到端信噪比的概率密度函數；步驟S4：基于得到的瞬時端到端信噪比的概率密度函數進行通信控制。與現有技術相比，本發明具有擴大了通信覆蓋范圍的同時，降低了通信部署成本等優點。

技術領域

本發明涉及一種通信技術，尤其是涉及一種自由光通信、射頻和可見光通信三跳中繼通信方法及裝置。

背景技術

自由空間光學(FSO)通信系統是一個可視技術，其具有各種優點，例如提供便宜的安裝和運營成本，易于部署，免許可證頻譜，抗干擾性和高數據速率(10Gbps)，因此，FSO通信廣泛用于地面和衛星通信，光纖回傳，回程網絡，數據恢復，高清傳輸。但是，對于1km或更長的距離，大氣湍流會損害FSO通信的性能。為了提供更好的系統性能和擴展覆蓋范圍，利用RF和FSO系統的互補優勢，建立基于RF結合FSO的混合中繼系統。

可見光通信(VLC)系統目前得到了研究人員和科學家高度重視，試圖獲得超高速，高安全性，健康友好的通信系統，這使得許多應用的研究和開發需要高帶寬光信號而不是RF和微波。VLC系統可以用于室內和室外照明目的，顯示器，標牌，電視，計算機屏幕，用于通信目的的照相機，通過使用發光二極管(LED)。這些光源可用于提供解決現有通信技術中的許多問題的方法，例如有限的帶寬，鏈路不可用性；干擾敏感電氣設備；數據安全；暴露在高頻和微波信號下對健康的負面影響。無線技術用于醫療區域網絡，以增加醫務人員和患者的靈活性和便利性。但眾所周知，許多頻率的無線電波都會產生強烈的電場強度，干擾電子設備，導致數據不準確，在很多情況下可能會嚴重，可見光通信(VLC)已經成為室內射頻(RF)通信的有吸引力的替代方案，并且可以滿足對大量數據服務的不斷增長的需求。除了提供巨大且未經許可的帶寬以應對擁擠的無線電頻譜之外，VLC技術還具有各種其他優點，例如易于獲得，無輻射且無電磁干擾。

而室內VLC系統必須連接到基站才能實現通信目的。為了提供更高的數據速率和提高系統性能，VLC系統可以配備傳統的RF鏈路，并且將RF通道和FSO通道采用中繼連接，以實現高數據速率的室內多媒體服務，但是目前尚沒有較好的轉發協議。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種自由光通信、射頻和可見光通信三跳中繼通信方法及裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種自由光通信、射頻和可見光通信三跳中繼通信方法，包括：

步驟S1：構建一個三跳混合中繼系統，并采集系統參數；

步驟S2：分別獲得FSO信道的瞬時信噪比的累積分布函數、RF通道的瞬時信噪比的累積分布函數和VLC信道瞬時信噪比的累積分布函數；

步驟S3：基于得到的FSO信道的瞬時信噪比的累積分布函數、RF通道的瞬時信噪比的累積分布函數和VLC信道瞬時信噪比的累積分布函數，確定瞬時端到端信噪比的概率密度函數；

步驟S4：基于得到的瞬時端到端信噪比的概率密度函數進行通信控制。

所述FSO信道的瞬時信噪比的累積分布函數的數學表達式為：