一种非视距紫外LED蒙特卡洛积分模型的多维抽样方法技术

本发明专利技术属于无线紫外光通信技术领域，尤其为一种非视距紫外LED蒙特卡洛积分模型的多维抽样方法，该方法具体包括如下步骤：步骤1，使用紫外LED作为光源；LED光源特性分析，可以假设一个紫外LED就是一个兰伯特光源，紫外LED作为兰伯特光源时，其辐照度可由其光强度和离轴角得出，LED的光强在近轴区域分布更密集，我们假设它在不同方位角的光强分布相同。本发明专利技术，相比于以往研究中假定光源是一个强度分布均匀的点，本发明专利技术通过光强分布曲线建立了LED光源的模型，也就是用大量光子的初始分布来产生对LED光源的模拟，更符合光源分布的实际情况。更符合光源分布的实际情况。更符合光源分布的实际情况。

【技术实现步骤摘要】
一种非视距紫外LED蒙特卡洛积分模型的多维抽样方法


[0001]本专利技术涉及无线紫外光通信
，具体为一种非视距紫外LED蒙特卡洛积分模型的多维抽样方法。

技术介绍

[0002]紫外光非视距通信主要是利用大气的散射来实现，大气中充满了各种微粒分子和气溶胶等物质，而散射使得这种通信不像激光那样需要完全对准才能发射与接收，大大降低了对于环境的要求，尤其是在一些电磁干扰和地形复杂的环境下，可以有效的避免直视通信易被干扰和某些方向信号衰减差异明显等问题。
[0003]在以往的研究中，非视距紫外光大气散射已经被许多基于光强均匀分布的散射模型所表征，忽略了不同光源在大气透射中的效果，没有针对性的对不同光源建立非视距紫外光大气传输模型。所以对非视距紫外光散射信道模型的准确建立对后续接收信号的解调、多用户发射功率分配、系统收发端几何调整以及紫外光定位功能的实现等都具有重要意义。
[0004]蒙特卡洛积分模型是一种概率积分方法，它首先将接收功率表示为一个关于光子传输参数的概率积分，然后采用蒙特卡洛积分求取此概率积分。在以往的研究中，蒙特卡洛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非视距紫外LED蒙特卡洛积分模型的多维抽样方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：步骤1，使用紫外LED作为光源；LED光源特性分析，可以假设一个紫外LED就是一个兰伯特光源，紫外LED作为兰伯特光源时，其辐照度可由其光强度和离轴角得出，LED的光强在近轴区域分布更密集，我们假设它在不同方位角的光强分布相同；步骤2，多散射通道随机模型的建立，计算散射光子的接收概率；根据步骤1中LED光源的特性，建立初始发射天顶角θ0，光子通过自由空间的传播距离l0、散射方位角所满足的概率分布函数，同时结合自由空间中发射光子的传播方向、传播距离，充分考虑紫外光在大气分子及气溶胶中的的散射情况，计算在3n维积分体积中的光子接收概率；步骤3，在蒙特卡洛积分模型中加入多维重点采样方法；根据被积函数中的概率分布函数对随机变量进行抽样：对步骤2中传播距离l、散射相位函数θ、散射天顶角分别进行采样，使采样函数f
n
变为多维重要性采样函数。步骤4，针对n阶散射最终接收概率表达式的封闭解析解计算难度大的问题，引入目标函数g
n
*，在积分体积V中随机生成N个点，每一个采样点可以由引入的目标函数相应计算出来。根据弱大数理论计算出最终的n阶散射信道的最终接收概率；步骤5，分析所提出的蒙特卡洛积分模型多维重点采样方法的性能，通过在相同系统参数的情况下引入采样点数量与接收概率标准差，得出不同模型在达到相同数值的标准差所用采样点的数量，判断本利所述模型在收敛速度上的优越性。考虑到评价指标的单一，引入对不同模型给定数量相同采样点的计算持续时间，判断本专利所述模型在计算时间上的优越性。2.根据权利要求1所述的一种非视距紫外LED蒙特卡洛积分模型的多维抽样方法，其特征在于：所述步骤1中，LED的光强在近轴区域分布更密集，我们假设它在不同方位角的光强分布相同。3.根据权利要求1所述的一种非视距紫外LED蒙特卡洛积分模型的多维抽样方法，其特征在于：所述步骤2中，θ0(初始发射天顶角)、l0(光子通过自由空间的初始传布距离)满足概率分布函数，(初始散射方位角)满足在[0,2π]之间的均匀分布，根据大气信道的散射系数和吸收系数计算出大气信道衰减系数，表示出发射光子的传播方向位于一个无穷小的角度dΩ0且传播距离在(l0,l0+dl0)的概率dQ0，然后得出在传播距离l
i
(i＝0,1,,n
‑
1)的末端，光子被大气散射而不是被大气吸收的概率为k
s
/k
e

【专利技术属性】
技术研发人员：唐雁峰，李修阳，张诚，陈博文，詹伟达，葛微，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：