一种采用RIS增强的调制反射无线光通信系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种采用RIS增强的调制反射无线光通信系统及方法，MR调制反射器部署在反射节点处，其包括多个分区域部署相互独立的RIS模组，主动节点与至少一个RIS模组对应。主动节点将信息发送至反射节点后，反射节点判断主动节点信息是否属于待转发类型，当主动节点发送信息是待转发类型时，反射节点就会将此待转发信息通过对应的RI S模组发送至指定的主动节点，当反射节点判断主动节点发送信息属于非待转发类型时，反射节点自身就会输入相应信息，并通过对应的RI S模组发送至指定的主动节点。本发明专利技术拓展了MRR光通信系统的应用场景，使通信系统覆盖范围更广，解决了传统中继节点只能转发其他用户信息，而无法在转发信息时同频同时同码传递自身信息的问题。时同码传递自身信息的问题。时同码传递自身信息的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种采用RIS增强的调制反射无线光通信系统及方法


[0001]本专利技术主要涉及下一代移动通信
，具体涉及一种采用RIS增强的调制反射无线光通信系统及方法。

技术介绍

[0002]无线光通信技术：无线光通信技术是通过将传输信息调制在光上，由固态光电照明设备(发光二极管)作为发射器，经自由空间无线传播，再利用光探测器进行接收，从而实现通信的一种技术。近年来，万物互联时代的到来使得不计其数的物理设备从世界各个角落连接到互联网上，网络通信数据量也呈爆炸型增长，为了满足无线通信数据容量日益增长的需求以及服务于物联网技术的快速发展，基于射频的无线通信技术正面临的严重频谱短缺问题，一种新型的绿色通信方式应运而生，这就是无线光通信技术，相较于传统无线通信技术它具有更丰富的频谱资源，更好的保密性，更低的成本等特点，具有十分广泛的应用场景。
[0003]后向调制反射器(MRR)技术：近年来，通信设备的重量和体积成为制约光通信技术广泛应用的难题之一，传统的无线光通信系统要求通信的两个终端都必须安装有光发射机和接收机，并且两个终端之间发生相对运动还必须装有复杂的跟瞄系统，这不但增加了通信设备的体积和重量，还增加了系统复杂度，但对于使用光学后向调制反射器技术的无线光通信系统在进行通信时，就可以免去其中一个终端的跟瞄系统，减轻了其中一个终端的体积和重量，增加了通信系统应用的灵活性，具有广泛的应用前景。
[0004]现有技术提出了一种猫眼后向调制反射器，如图7所示，猫眼后向调制反射器(MRR)将无源光学后向反射器与电光调制器耦合，从而仅需要链路的一端进行光的指向，采集，跟踪就可以使链路进行远程自由空间光通信。在使用时，传统的自由空间光通信终端、接收器，位于链路的一端，用连续波光束照亮链路另一端的MRR，MRR对询问光束施加调制并被动地将其回射回询问器从而完成通信，即MRR不能单独工作。通常MRR端的重量只有几公斤，功耗只有几瓦，而且通常尺寸很小，可以大大降低一端的部署重量以及功耗。猫眼后向调制反射器(MRR)反射的回复信息经由自由空间无线传输后会存在一定的发散以及衰减；并且，MRR通过平面镜反射形成反射光束，所以当MRR光学结构固定时，它的反射角度也就固定即仅能后向调制反射，不能动态改变反射方向，只能通过重新设计改变其内部光学结构才可以改变回复信息的反射方向。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种调制反射无线光通信系统及方法。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种采用RIS增强的调制反射无线光通信系统，包括MR调制反射器、反射节点和多个主动节点，所述MR调制反射器部署在所述反射节点处；所述MR调制反射器包括RIS主动反射式装置，所述RIS主动反射式装置包括多个
分区域部署的RIS模组，所述主动节点与至少一个RIS模组对应；
[0007]所述主动节点，用于将主动节点信息通过对应的RIS模组发送至所述反射节点中；
[0008]所述反射节点，用于当确定所述主动节点信息属于待转发类型时，将所述主动节点信息分别通过对应的RIS模组发送至指定的主动节点中，
[0009]当确定所述主动节点信息属于非待转发类型时，自身输入相应信息，作为反射节点信息，并通过对应的RIS模组将所述反射节点信息发送至指定的主动节点，所述指定的主动节点为其余的一个或多个主动节点以及发送主动节点信息的主动节点。
[0010]本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种采用RIS增强的调制反射无线光通信方法，所述系统包括MR调制反射器、反射节点和多个主动节点，所述MR调制反射器部署在所述反射节点处；所述MR调制反射器包括RIS主动反射式装置，所述RIS主动反射式装置包括多个分区域部署的RIS模组，所述主动节点与至少一个RIS模组对应；包括如下步骤：
[0011]S1、所述主动节点将主动节点信息通过对应的RIS模组发送至所述反射节点中；
[0012]S2、所述反射节点当确定所述主动节点信息属于待转发类型时，将所述主动节点信息分别通过对应的RIS模组发送至指定的主动节点中，
[0013]当确定所述主动节点信息属于非待转发类型时，作为反射节点信息，并通过对应的RIS模组将所述反射节点信息发送至指定的主动节点，所述指定的主动节点为其余的一个或多个主动节点以及发送主动节点信息的主动节点。
[0014]本专利技术的有益效果是：分区域部署相互独立的RIS主动反射式装置替代传统光MRR中的被动平面反射镜，可以解决不改变装置内部光学结构的条件下，传统光MRR无法灵活改变回复信号反射方向的问题，拓展了MRR光通信系统的应用场景，使通信系统覆盖范围更广；
[0015]不同的主动节点对应不同的RIS模组，使反射节点既可以实现信号收发，又可以实现其他用户信号的转发，形成全双工无线光通信系统模型，解决了传统中继节点只能转发其他用户信息，而无法在转发信息时同频同时同码传递自身信息的问题。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例提供的采用RI S增强的调制反射无线光通信系统的模块框图；
[0017]图2为本专利技术实施例提供的MR调制反射器的结构示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例提供的采用RI S增强的调制反射无线光通信系统的信号流向示意图；
[0019]图4为本专利技术实施例提供的多主动节点单反射节点全双工无线光通信系统模型的示意图；
[0020]图5为本专利技术实施例提供的反射节点作为接收节点的点对点无线光通信系统模型的示意图；
[0021]图6为本专利技术实施例提供的利用RI S模块提高系统鲁棒性通信方法流程图；
[0022]图7为现有技术中猫眼后向调制反射器MRR的结构示意图。
[0023]附图中，各标记所代表的部件名称如下：
[0024]1、透镜，2、调制器件，3、RI S主动反射式装置。
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0026]如图1所示，一种采用RI S增强的调制反射无线光通信系统，包括MR调制反射器、反射节点和多个主动节点，所述MR调制反射器部署在所述反射节点处；所述MR调制反射器包括RI S主动反射式装置3，所述RI S主动反射式装置3包括分区域部署的多个RI S模组，所述主动节点与至少一个RI S模组对应；
[0027]所述主动节点，用于将主动节点信息通过对应的RI S模组发送至所述反射节点中；
[0028]所述反射节点，用于当确定所述主动节点信息属于待转发类型时，将所述主动节点信息分别通过对应的RIS模组发送至指定的主动节点中，
[0029]当确定所述主动节点信息属于非待转发类型时，自身输入相应信息，作为反射节点信息，并通过对应的RIS模组将所述反射节点信息发送至指定的主动节点，所述指定的主动节点为其余的一个或多个主动节点以及发送主动节点信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用RIS增强的调制反射无线光通信系统，其特征在于，包括MR调制反射器、反射节点和多个主动节点，所述MR调制反射器部署在所述反射节点处；所述MR调制反射器包括RIS主动反射式装置，所述RIS主动反射式装置包括分区域部署的多个RIS模组，所述主动节点与至少一个RIS模组对应；所述主动节点，用于将主动节点信息通过对应的RIS模组发送至所述反射节点中；所述反射节点，用于当确定所述主动节点信息属于待转发类型时，将所述主动节点信息分别通过对应的RIS模组发送至指定的主动节点中，当确定所述主动节点信息属于非待转发类型时，自身输入相应信息，作为反射节点信息，并通过对应的RIS模组将所述反射节点信息发送至指定的主动节点，所述指定的主动节点为其余的一个或多个主动节点以及发送主动节点信息的主动节点。2.根据权利要求1所述的采用RIS增强的调制反射无线光通信系统，其特征在于，所述MR调制反射器还包括透镜和调制器件；所述透镜位于所述调制器件的前端，所述RIS主动反射式装置位于所述调制器件的后端；所述主动节点包括主动节点发射模组、主动节点环形器、光学天线和主动节点接收模组；所述反射节点包括反射节点环形器和反射节点接收模组；所述主动节点发射模组，用于对所述主动节点信息进行处理，得到主动节点光信号，并将所述主动节点光信号输入至所述主动节点环形器中；所述主动节点环形器，用于将所述主动节点光信号隔离并定向传输至所述光学天线中；所述光学天线，用于将所述主动节点光信号发射至所述MR调制反射器的透镜中；所述透镜，用于将所述主动节点光信号汇聚到所述调制器件上；所述调制器件，用于对所述主动节点光信号进行调制，并将调制后的主动节点光信号传输至与所述主动节点对应的RIS模组中；所述RIS模组，用于将调制后的主动节点光信号定向反射到所述反射节点环形器中；所述反射节点环形器，用于将调制后的主动节点光信号隔离并定向传输至所述反射节点接收模组中；所述反射节点接收模组，用于对调制后的主动节点光信号进行处理，得到主动节点信息。3.根据权利要求2所述的采用RIS增强的调制反射无线光通信系统，其特征在于，所述反射节点接收模组，还用于当确定所述主动节点信息属于待转发类型时，将所述主动节点信息进行处理，得到主动节点光信号，将所述主动节点光信号输入至所述反射节点环形器中；所述反射节点环形器，还用于将所述主动节点光信号隔离并分别定向传输至与指定的主动节点对应的RIS模组中；所述RIS模组，用于将所述主动节点光信号定向反射到对应的主动节点的光学天线中。4.根据权利要求2所述的采用RIS增强的调制反射无线光通信系统，其特征在于，所述反射节点还包括反射节点发射模组；所述反射节点接收模组，还用于当确定所述主动节点信息属于非待转发类型时，将输入信号传输至所述反射节点发射模组中；
所述反射节点发射模组，用于根据所述输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：路璐，刘梦达，刘起凯，申鹏飞，贾艳梅，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：