1.一种基于无线紫外光的通信方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1,建立紫外光网络;
步骤2,在步骤1建立的紫外光网络中随机选取一个网络节点作为指挥员,随后利用最大连接度分群算法对网络中其余节点进行分群,并对其分层:将网络节点依次划分为群首、网关及普通节点;
步骤3,用遗传算法选择最佳通信路径;
步骤4,根据步骤3所得的最佳通信路径,确定紫外光发射功率;
步骤5,发射节点根据步骤4所得紫外光发射功率进行即时通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线紫外光的通信方法,其特征在于,步骤2中,网络分层过程为:步骤2.1:统计网络中所有节点的邻接节点的个数,选取其中具有最高度数的节点作为群首,当度数相同时则选择ID号最小的节点作为群首,按公式(1)计算群首的通信范围r:式中,R为群首的通信范围,单位为m;Pr为接收节点的接收功率,单位为W;Pt为发射节2
点的发送功率,单位为W;Ar为接收节点孔径的面积,单位为m ;Ps为散射相函数;φ1为发射仰角,单位为rad;φ2为接收仰角,单位为rad;θ1为发射节点的光束孔径角,单位为rad;
θ2为接收节点的视场角,单位为rad;r为发射节点与接收节点间的水平距离,单位为m;Ke为大气衰减系数,Ke=KSR+KSM+Ka,其中,KSR为Rayleigh散射系数、KSM为Mile散射系数,Ka为大气吸收系数;
步骤2.2:群首通信范围R内的所有节点为该群的普通成员节点,并将该群的普通成员节点的标志位置1,剩余节点标记为0;
步骤2.3:重复步骤2.1和步骤2.2,对标记为0的节点进行分群,直到网络中节点标记没有0,此时分群完成;
步骤2.4:将步骤2.3分群后的节点中连接群与群的节点设置为网关节点,网络的分层结束。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线紫外光的通信方法,其特征在于,步骤3中,最佳通信路径的选择过程为:步骤3.1,在步骤2分层后的网络上根据网络的节点关系,以网络中任意某两个节点为发射节点和接收节点,将它们之间存在的通信路径以及收发节点的收发仰角作为基因进行编码,产生N个染色体s1,s2,…,sn,每个染色体包含3个基因:通信路径编号、发射仰角、接收仰角,组成初始种群S={s1,s2,…,sn},置代数Gen=1;
步骤3.2,利用公式(2)计算出每个染色体的适应度f(s):步骤3.3,若步骤3.2所得适应度f(s)小于C,则该染色体携带的通信路径编号基因为最佳通信路径;否则,种群S内的染色体进行选择、交叉、变异得到新一代种群;其中,C为根据通信成本和通信要求得出的常数;
步骤3.4,利用公式(2)计算步骤3.3所得新一代种群中染色体的适应度,重复步骤
3.3的方法,直至得到最佳通信路径。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线紫外光的通信方法,其特征在于,步骤4中,紫外光发射功率的计算过程为:按公式(3)计算步骤3所得最佳通信路径发射节点的发射功率:式中,Pt为发射节点的发送功率,单位为W;Pr为接收功率,单位为W;Ar为接收节点孔2
径的面积,单位为m;Ps为散射相函数;φ1为发射仰角,单位为rad;φ2为接收仰角,单位为rad;θ1为发射节点的光束孔径角,单位为rad;θ2为接收节点的视场角,单位为rad;r为发射节点与接收节点间的水平距离,单位为m;Ke为大气衰减系数,Ke=KSR+KSM+Ka,其中KSR为Rayleigh散射系数、KSM为Mile散射系数,Ka为大气吸收系数。