【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线光信号通信，尤其涉及一种抗遮挡高吞吐量的无线光通信系统及方法。
技术介绍
1、可见光通信(visible light communication，vlc)通常受到视距(line-of-sight，los)链路的限制。当通信链路存在遮挡时，系统的性能会受到严重的影响。可重构智能表面(reconfigurable intelligent surface，ris)是一类由大量人造单元组成的可调表面。对这些单元进行控制，可以改变入射信号的反射特性，例如幅值、相位和反射方向等。在可见光通信系统中，可以考虑在非视距(non-los，nlos)链路中使用ris，通过ris的反射来减少链路中遮挡的影响，从而提升系统性能。
2、相关技术中，通常通过ris来对入射的可见光信号进行反射，以提升可见光通信系统的通信性能，然而这种方式在可见光信号被遮挡的场景下，无法满足用户的使用需求，并且，存在信号吞吐量小的问题。
3、因此，需要一种无线光通信系统以及方法，满足用户在可见光信号被遮挡的场景下的使用需求，并且具有高数据吞吐量。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种抗遮挡高吞吐量的无线光通信系统，能够实现用户在可见光信号被遮挡的场景下的使用需求，并且具有高吞吐量。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供一种抗遮挡高吞吐量的无线光通信系统，上述系统包括：发送端、接收端和可重构智能表面节点。发送端用于发射可见光信
4、本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的无线光通信系统在可以通过发送端发送携带第一数据的可见光信号的同时，还可以通过可重构智能表面ris节点对可见光信号进行空间调制sm操作，使得可见光信号携带可重构智能表面ris节点发送的第二数据，相比较于只能通过可重构智能表面ris节点反射携带第一数据的可见光信号的无线光通信系统，本专利技术实施例提供的系统能够提升输出的吞吐量。并且可重构智能表面ris节点可以在不对可见光信号进行空间调制操作的情况下，对可见光信号进行反射，以实现对可见光信号的补偿。另一方面，本专利技术实施例提供的方法能够提供两种传输链路进行数据传输，分别为发送端和接收端之间的视距los链路，以及发送端、可重构智能表面ris节点和接收端之间的非视距nlos链路，用户可以基于不同的使用场景选择不同的链路作为主要传输链路进行数据传输，进而能够对抗信道遮挡等因素的影响，满足用户在不同使用场景下的使用需求。
5、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作如下改进。
6、在第一方面一种可能的实现方式中，发送端还用于向接收端发射可见光信号，可见光信号中携带有第一数据。可重构智能表面节点还用于反射携带有第一数据的可见光信号。接收端还用于接收携带有第一数据的可见光信号。
7、采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术提供的系统提供两种链路进行数据传输，分别为发送端和接收端之间的视距los链路，以及发送端、可重构智能表面ris节点和接收端之间的非视距nlos链路，用户可以基于不同的使用场景选择不同的链路进行数据传输，进而能够对抗信道遮挡等因素的影响，满足用户在不同使用场景下的使用需求。
8、在第一方面一种可能的实现方式中，可重构智能表面节点包括n个单元组，每个单元组包括m个单元，每个单元组分别配置有对应的编码，其中，n和m为正整数。可重构智能表面节点具体用于开启目标单元组，关闭除目标单元组以外的其他单元组，目标单元组为n个单元组中的一个或多个，以使得可见光信号基于目标单元组反射向接收端。接收端还用于接收目标单元组反射的可见光信号，以及用于根据目标单元组对应的编码基于最大似然译码方法确定可见光信号中携带的第一数据和第二数据。
9、采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术提供的系统通过开启可重构智能表面节点的目标单元组，关闭可重构智能表面节点的其他单元组，这样一来，接收端根据接收到的可见光信号能够获取目标单元组的编码，然后接收端可以对目标单元组的编码的组合进行解调得到可重构智能表面节点发送的第二数据。
10、在第一方面一种可能的实现方式中，在目标单元组的数量为一个的情况下，目标单元组中单元的数量大于等于2ne/bpcu个。其中，ne为可重构智能表面节点包括的单元总数量，bpcu为第一数据和第二数据中携带的数据比特数的加和。
11、在第一方面一种可能的实现方式中，在目标单元组的数量为一个的情况下，bpcu为：
12、log2(n)+log2(m)。
13、在目标单元组的数量为多个的情况下，bpcu为：
14、
15、其中，na为目标单元组的数量，m为发送端产生的可见光信号的星座点个数。
16、采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术提供的系统通过对目标单元组的最小单元数量进行限定，能够保障无线光通信系统的通信性能，避免由于目标单元组包括的单元数量过小导致的接收信号能量较弱，从而影响用户的使用体验。
17、在第一方面一种可能的实现方式中，接收端包括多个接收机，每个接收机分别配置有对应的编码。可重构智能表面节点具体用于开启n个单元组，以使得可见光信号基于n个单元组反射向接收端的目标接收机，目标接收机为多个接收机中的一个或多个。接收端还用于通过目标接收机接收n个单元组反射的可见光信号，根据目标接收机对应的编码基于最大似然译码方法确定可见光信号中携带的第一数据和第二数据。
18、采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术提供的系统通过开启可重构智能表面节点的所有单元组，然后将所有单元组反射的可见光信号反射给接收端的目标接收机，这样一来，接收端能够获取接收到可见光信号的目标接收机的编码，然后接收端可以对目标接收机的编码的组合进行解调得到可重构智能表面节点发送的第二数据。
19、在第一方面一种可能的实现方式中，上述系统还包括控制端，控制端分别与发送端和可重构智能表面节点连接，控制端用于：
20、确定可见光信号的第一传输链路，第一传输链路包括视距los链路或非视距nlos链路。
21、在的情况下，确定可见光信号的第一传输链路为los链路。
22、在的情况下，确定可见光信号的第一传输链路为nlos链路。
23、其中，t为预设遮挡概率系数，hlos为los链路的信道增益，hnlos,i为los链路的信道增益。
24、hlos的计算公式为：
25、
26、
27、其中，a表示接收端的面积。dlos表示los链路的距离。fov表示接收端的视域。φ12为发送端的发射功率等于最大值的1/2时对应的角度。
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1.一种抗遮挡高吞吐量的无线光通信系统，其特征在于，所述系统包括：发送端、接收端和可重构智能表面节点；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发送端还用于向所述接收端发射可见光信号，所述可见光信号中携带有第一数据；
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可重构智能表面节点包括N个单元组，每个单元组包括M个单元，每个单元组分别配置有对应的编码，其中，N和M为正整数；
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述目标单元组的数量为一个的情况下，所述目标单元组中单元的数量大于等于2Ne/bpcu个；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述目标单元组的数量为一个的情况下，所述bpcu为：
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述接收端包括多个接收机，每个所述接收机分别配置有对应的编码；
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括控制端，所述控制端分别与所述发送端和所述可重构智能表面节点连接，所述控制端用于：
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发
9.一种抗遮挡高吞吐量的无线光通信方法，其特征在于，应用于权利要求1-8中任一项所述的抗遮挡高吞吐量的无线光通信系统，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种抗遮挡高吞吐量的无线光通信系统，其特征在于，所述系统包括：发送端、接收端和可重构智能表面节点；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发送端还用于向所述接收端发射可见光信号，所述可见光信号中携带有第一数据；
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可重构智能表面节点包括n个单元组，每个单元组包括m个单元，每个单元组分别配置有对应的编码，其中，n和m为正整数；
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述目标单元组的数量为一个的情况下，所述目标单元组中单元的数量大于等于2ne/bpcu个；
5.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：路璐，申鹏飞，齐文超，何玉娜，汉鹏武，张文彬，王鹏鹏，
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：
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