[發明專利]紫外光自組網三維節點定位方法

在審

• 申請號: 201911347905.5
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111093147A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 宋鵬;楊永坤;蘇彩霞
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W64/00;H04W84/18;H04B10/114
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

本發明公開了一種紫外光自組網三維節點定位方法，包括如下步驟：步驟1：在三維坐標系中任意建立A、B、C、D四個初始錨節點以及一個未知節點P；步驟2：基于步驟1進行初始定位，獲得初始錨節點坐標；步驟3：節點間實現直視通信鏈路；步驟4：根據初始錨節點和未知節點的功率求解未知節點與初始錨節點的歐氏距離；步驟5：根據三面節點定位方法對外來的未知節點進行定位，得到未知節點的定位信息。本發明利用紫外光發射裝置和紫外光移動自組網節點裝置，研究三維空間中紫外光自組網節點定位方法，為紫外光網絡中接入層和路由層提供位置信息，使得紫外光網絡用戶對節點的調度和指揮提供方便，同時也為高質量和高效率的紫外光通信提供了可能。

技術領域

本發明屬于紫外光通信技術領域，具體涉及一種紫外光自組網三維節點定位方法。

背景技術

無線紫外光通信是一種新型的無線光通信方式，主要借助大氣中的分子、氣溶膠以及微粒對光子的吸收和散射作用進行信息傳輸，具有高保密性、低背景噪聲、抗干擾能力強、全天候、全方位工作和非直視通信等優勢，可應用于近距離保密通信，尤其適用于“電磁靜默”條件下的裝甲集群或艦船間的無線保密通信。隨著應用領域的不斷拓展，點對點的小范圍通信已經難以滿足實際應用的需求，迫切需要建立紫外光通信網絡。節點定位技術是無線紫外光移動自組網通信系統的關鍵技術之一，同時也是設計路由協議的基礎。為了能夠給接入層和路由層提供更多的節點位置信息并最終獲得高效率、高質量的無線通信。因此，研究適用于無線紫外光通信網絡的節點定位方法具有一定的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種紫外光自組網三維節點定位方法，利用紫外光發射裝置和紫外光移動自組網節點裝置，研究三維空間中紫外光自組網節點定位方法，為紫外光網絡中接入層和路由層提供位置信息，使得紫外光網絡用戶對節點的調度和指揮提供方便，同時也為高質量和高效率的紫外光通信提供了可能。

本發明的技術方案是：一種紫外光自組網三維節點定位方法，包括如下步驟：

步驟1：在三維坐標系中任意建立A、B、C、D四個初始錨節點以及一個未知節點P；

步驟2：基于步驟1進行初始定位，獲得初始錨節點坐標；

步驟3：節點間實現直視通信鏈路；

步驟4：根據初始錨節點和未知節點的功率求解未知節點與初始錨節點的歐氏距離；

步驟5：根據三面節點定位方法對外來的未知節點進行定位，得到未知節點的定位信息。

本發明的特點還在于：

步驟1中A、B、C、D均為帶有720度旋轉調節云臺的紫外LED發射裝置，所述未知節點P為帶有720度旋轉調節云臺的光電倍增管接收裝置。

步驟2的具體過程為：

在三維坐標系中實現有效無線紫外光通信，查詢A、B、C、D四個初始錨節點，得到初始錨節點坐標。

步驟3的具體過程為：

設定三維坐標系構成的三維空間為1000m³，在1000m³的三維空間當帶有光電倍增管的未知節點P進行定位時通過對光電倍增管接收裝置電壓的判斷可以實現直視通信鏈路，調節720度旋轉調節云臺在電壓變化范圍內找到電壓最大值，即可以判斷實現直視通信鏈路。

步驟4的具體過程為：

給定接收功率端功率可由P_r＝UgE/(Rgη_dgη_fgGge)，P_r為接收端功率，U為電阻兩端電壓，E為單個光子的能量，R為電阻η_d為光電倍增管對此波長入射光的光電轉換效率，η_f為濾光片對該波長紫外光的透過率，G為光電倍增管增益，e為電子電荷量，