[發明專利]一種無線光非視距通信鏈路中存在反射面的信道特性分析方法

有效

• 申請號: 202110553061.0
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113177326B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 曹天;張洪明;宋健
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/15
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

本發明公開了一種信道特性分析方法，該方法針對在無線光非視距通信鏈路中存在反射面時的信道特性，以蒙特卡洛方法為基礎，通過生成大量光子進行模擬光線傳輸的特性分析，從而獲得無線光非視距通信鏈路中存在反射面時的信道特性，所述特性包括通信鏈路路徑損耗和任意時間段內的通信鏈路信道響應結果。本發明對估計無線光非視距通信鏈路的性能具有十分重要的意義。

背景技術

傳統無線光非視距通信鏈路特性的分析模型中僅考慮了光子與大氣中氣溶膠粒子和分子發射生的散射與吸收作用。然而，在實際應用中，由于空間環境存在各種建筑墻面、樹冠面、以及地面等，光子無法避免與這些表面發生相互作用。找尋一種可以考慮這些相互作用，進行更準確科學的信道特性分析方法具有重要的現實意義。

發明目的

本發明的目的即在于克服現有技術中所存在的困難，針對在無線光非視距通信鏈路中存在反射面時的信道特性提出了一種分析方法，基于蒙特卡洛統計算法，通過發射大量光子，來模擬通信鏈路傳輸場景，并可以獲得鏈路路徑損耗和信道脈沖響應結果，從而可以考慮到光子與相關物體表面的相互作用，對估計無線光非視距通信鏈路的性能具有十分重要的意義。

發明內容

本發明提供了一種無線光非視距通信鏈路中存在反射面的信道特性分析方法，在所述無線光非視距通信鏈路模型中，接收機Rx位于坐標系原點，發射機Tx位于任意坐標(x_t,y_t,z_t)處；同時假設Tx所發出的光束Beam與Rx的視場FOV均為一個圓錐，則Tx所發出的光束軸線指向的單位方向向量如式(1)所示：

μ_T＝[sinθ_Tcosφ_T,sinθ_Tsinφ_T,cosθ_T] (1)，

Rx的視場軸線指向的單位方向向量如式(2)所示：

μ_R＝[sinθ_Rcosφ_R,sinθ_Rsinφ_R,cosθ_R] (2)，

θ_T和θ_R表示光束軸線與視場軸線的傾斜角，角度方向為從z軸正方向到軸線；φ_T和φ_R表示光束軸線與視場軸線的方位角，角度方向為從x軸正方向逆時針到軸線在xy平面中的投影；β_T和β_R分別表示Tx光束的束散角和Rx視場的視場角；

在空間中假設存在任意平面P，其法向量為n_P＝(x_p,y_p,z_p)，與z軸的交點P_z＝(0,0,h)，則平面的方程被寫為P：x_px+y_py+z_pz＝z_p^h；

通過生成大量光子進行模擬光線傳輸的特性分析，從而獲得無線光非視距通信鏈路中存在反射面時的信道特性包括通信鏈路路徑損耗和任意時間段內的通信鏈路信道響應結果。

所述無線光非視距通信鏈路中存在反射面時的信道特性分析方法包括以下步驟：