一种混合RF-UWOC通信系统在不同中继下的传输方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种混合RF-UWOC通信系统在不同中继下的传输方 法。

背景技术

通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称。现代通信系统主要借助电磁波在 自由空间的传播或在导引媒体中的传输机理来实现，前者称为无线通信系统，后者称为有线 通信系统。

然而，现有的通信系统传输方法中断概率高、误码率高，针对上述的问题，目前尚未提 出有效的解决方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种混合RF-UWOC通信系统在不同中继 下的传输方法以解决现有的通信系统传输方法中中断概率高、误码率高的问题。

本发明实施例提供一种混合RF-UWOC通信系统在不同中继下的传输方法，包括：

用户节点S将发送信息通过射频链路发送给中继节点R；

中继节点R通过水下的光通信转发来自用户节点S的发送信息给目的节点D。

进一步地，所述中继节点R采用FG固定增益转发策略。

进一步地，所述中继节点R采用VG可变增益中继策略。

有益效果

在本发明实施例中，用户节点S将发送信息通过射频链路发送给中继节点R；中继节点R 通过水下的光通信转发来自用户节点S的发送信息给目的节点D。解决了现有的通信系统传 输方法中中断概率高、误码率高的问题。

附图说明

图1是根据本发明实施例的一种混合RF-UWOC通信系统在不同中继下的传输方法的流 程图；

图2是根据本发明实施例的混合RF-UWOC通信系统模型结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明 一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在本发明实施中，提供一种混合RF-UWOC通信系统在不同中继下的传输方法，如图1 所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，用户节点S将发送信息通过射频链路发送给中继节点R；

步骤S104，中继节点R通过水下的光通信转发来自用户节点S的发送信息给目的节点D。

图2示出了混合RF-UWOC通信系统模型结构示意图，如图2所示，用户节点S给目的节点D发送信息，通过中继节点R进行转发，其中S在以中继R为球心的半球内均匀分布， S通过RFLink射频链路发信息给中继节点R，R通过Underwater optical link水下光通信转发信息给D。其中S-R链路采用Nakagami-m信道，R-D链路采用广义指数一伽马分布。本发 明分析了中继节点R在可变增益中继VG和固定增益中继FG两种转发策略下系统性能。

中继节点R收到信号的信噪比的概率密度函数PDF和累积分布函数CDF的表达式分别 为：

其中，

SR链路假设存在路径损耗path loss和nakagami小尺度衰落，表达式如下：

其中，SR链路CDF和PDF表达式如下：

目的节点D收到的信号信噪比的CDF表达式为

其中，

中继节点R采用FG固定增益转发策略时，目的节点D收到的信噪比SNR表示为

其中，γ

中继节点R采用VG可变增益中继策略时，目的节点D收到的信噪比SNR表示为

为保证系统安全通信，系统安全容量只能以低于门限R

P

推导可得FG策略下OP的闭式解析表达式为

其中，

推导可得VG策略下OP的闭式解析表达式为

平均误码率ABER是指一次数据传输过程中，错误信息量占信息总量的百分比。当所有 链路为信噪比统计独立时，ABER可表示为

推导可得FG策略下ABER的闭式解析表达式为

其中，

其中，

推导可得VG策略下ABER的闭式解析表达式为

通过本发明实施结果可知，

(1)中继节点R在可变增益中继VG中，由于UWOC是主要因素，HD r＝1要比IMDD r＝2好；VGR时，由于UWOC链路是瓶颈，HD r＝1要比IMDD r＝2好；相同的RF衰落条件 下，BPSK要的误码率低于OOK；相同的调制方式中，RF是主要因素，m＝2要好。其中，r＝1 代表使用外差检测(Heterodyne Detection HD)，r＝2代表使用强度调制/直接检测(IntensityModulation/Direct Detection IM/DD)。

(2)中继节点R在固定增益中继FG中，RF是主要因素，m＝2要好；FGR中RF部分 是主要因素，即m的因素要大一些；相同的检测技术下，BPSK要的误码率低于OOK；相同 的调制方式中，HD r＝1要比IMDD r＝2好。

(3)同样的检测方法和相同的RF衰落时，FG的OP要好于VG；相同的中继策略下， 泡泡大小影响大于温度的影响；相同温度，泡泡小的好；相同泡泡尺寸，温度低的要好。

(4)相同的检测方式和RF衰落条件下，中继策略时最主要的因素：FG的误码率低于VGR的相同的调制方式中，温度低的好；相同的环境参数下，BPSK要的误码率低于OOK。

本发明采用RF-UWOC通信模型，利用一段射频链路，一段在水下的光通信，结合了两种 通信方式的优点。通过S把信息发给中继，通过采用两种不同的中继，一种是FG固定增益 中继，另外一种是VG可变增益中继。通过中断概率OP和平均误码率ABER来比较这两种中继 方式的性能，误码率低。

在本发明实施例中，用户节点S将发送信息通过射频链路发送给中继节点R；中继节点R 通过水下的光通信转发来自用户节点S的发送信息给目的节点D。解决了现有的通信系统传 输方法中中断概率高、误码率高的问题。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限 于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域 的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地 解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术 人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。