[发明专利]一种无线光非视距通信链路中存在反射面的信道特性分析方法

说明书

本发明公开了一种信道特性分析方法，该方法针对在无线光非视距通信链路中存在反射面时的信道特性，以蒙特卡洛方法为基础，通过生成大量光子进行模拟光线传输的特性分析，从而获得无线光非视距通信链路中存在反射面时的信道特性，所述特性包括通信链路路径损耗和任意时间段内的通信链路信道响应结果。本发明对估计无线光非视距通信链路的性能具有十分重要的意义。

背景技术

传统无线光非视距通信链路特性的分析模型中仅考虑了光子与大气中气溶胶粒子和分子发射生的散射与吸收作用。然而，在实际应用中，由于空间环境存在各种建筑墙面、树冠面、以及地面等，光子无法避免与这些表面发生相互作用。找寻一种可以考虑这些相互作用，进行更准确科学的信道特性分析方法具有重要的现实意义。

发明目的

本发明的目的即在于克服现有技术中所存在的困难，针对在无线光非视距通信链路中存在反射面时的信道特性提出了一种分析方法，基于蒙特卡洛统计算法，通过发射大量光子，来模拟通信链路传输场景，并可以获得链路路径损耗和信道脉冲响应结果，从而可以考虑到光子与相关物体表面的相互作用，对估计无线光非视距通信链路的性能具有十分重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种无线光非视距通信链路中存在反射面的信道特性分析方法，在所述无线光非视距通信链路模型中，接收机Rx位于坐标系原点，发射机Tx位于任意坐标(x_t,y_t,z_t)处；同时假设Tx所发出的光束Beam与Rx的视场FOV均为一个圆锥，则Tx所发出的光束轴线指向的单位方向向量如式(1)所示：

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

Rx的视场轴线指向的单位方向向量如式(2)所示：

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

θ_T和θ_R表示光束轴线与视场轴线的倾斜角，角度方向为从z轴正方向到轴线；φ_T和φ_R表示光束轴线与视场轴线的方位角，角度方向为从x轴正方向逆时针到轴线在xy平面中的投影；β_T和β_R分别表示Tx光束的束散角和Rx视场的视场角；

在空间中假设存在任意平面P，其法向量为n_P＝(x_p,y_p,z_p)，与z轴的交点P_z＝(0,0,h)，则平面的方程被写为P：x_px+y_py+z_pz＝z_p^h；

通过生成大量光子进行模拟光线传输的特性分析，从而获得无线光非视距通信链路中存在反射面时的信道特性包括通信链路路径损耗和任意时间段内的通信链路信道响应结果。

所述无线光非视距通信链路中存在反射面时的信道特性分析方法包括以下步骤：