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龙图腾网获悉北京邮电大学申请的专利任意光源下非视距紫外光通信散射信道快速计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116599593B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310419339.4，技术领域涉及：H04B10/2537；该发明授权任意光源下非视距紫外光通信散射信道快速计算方法是由袁仁智;褚馨怡;彭木根设计研发完成，并于2023-04-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本任意光源下非视距紫外光通信散射信道快速计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了任意光源下非视距紫外光通信散射信道快速计算方法。包括以下步骤：步骤1，根据光源光强分布对光子第0次散射过程的发射方向进行建模，步骤2，根据散射相位分布对光子1至N‑1次散射的散射方向进行建模，步骤3，选择第N次散射中能被接收的光子随机传输路径：步骤4，加权计算所有等效散射点的接收概率，得到任意阶次散射接收光强；本发明所述方法不再受限于积分精度，能解决现有多阶散射模型仿真困难的问题，且本发明所述方法具有低的复杂度，能实际应用于多阶散射场景；本发明所述方法计算效率高，解决了现有蒙特卡罗概率模型计算效率低的问题，进一步提高了多阶散射信道的计算效率。

本发明授权任意光源下非视距紫外光通信散射信道快速计算方法在权利要求书中公布了：1.任意光源下非视距紫外光通信散射信道快速计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，设定紫外光通信系统包含一个位于坐标0，r，0的发射端TX和一个位于坐标原点的接收端RX，将接收端RX的视场FieldofView,FOV视为一个圆锥，设定通信距离为r，TX光束轴线指向方向向量为μT，RX视场轴线指向方向向量μR，RX的FOV发散角为βR；非视距紫外光通信通常分为发射、散射和接收三个过程，将发射过程归为光子阶散射中的第0次散射，展开描述光子N阶散射和光子接收计算的过程，在光子N阶散射过程中，确定光子散射方向和光子散射后的随机传输路径并以此将光子阶散射分为第0次散射、1至N-1次散射和第N次散射； 步骤2，根据光源光强分布对光子第0次散射过程的发射方向进行建模，在无限个可能的光子发射方向中仅对有限发射方向进行采样，在光子发射后的随机传输路径上仅对有限传输点进行采样，建模对象为光子的发射、传输、散射以及接收过程： 步骤2.1，发射光源以朗伯光源为例，则其光强分布满足以下公式1： 其中,m为朗伯辐射参数，发射光源位于以TX为球心的球坐标系下，光子发射方向μ0通过方向角θ，φ描述； 步骤2.2，光子发射方向集合为半径为1的半球面将以等天顶角θ0划分为K0个球带其中第一个球带为球冠，球带对应θ0如以下公式2： 除球冠区域以外，将剩余球带中，第k∈{2，3，...，K0}个球带等方位角φk划分为个区域 和球带径向截面的圆周长度Ck成正比，通过如下迭代公式3得到： 步骤2.3，对划分区域进行采样，第一个球带为球冠以发射光束轴线μT＝{μT,x，μT，y，μT，z}为球冠区域的采样光子发射方向，以的中心轴线为第k个球带中第个区域的采样光子发射方向，则采样的光子发射方向如以下公式4、5： 步骤2.4，将球坐标系下采样的光子发射方向转换为全局笛卡尔坐标系下的光子发射方向其中如以下公式6-8： 步骤2.5，确定发射的光子随机传输路径，设为第0次散射传输路径起点与Tx的距离，为终点与Tx的距离，发射的随机传输路径起点为Tx，终点为无穷远处，则 步骤2.6，对光子随机传输路径进行采样，取传输路径上M0个发生概率相等的点为采样点，这M0个采样点为等效散射点，其位置矢量为以采样点的概率代表其邻域的光子概率，利用光子被吸收散射前传输距离的概率密度函数如以下公式9： fd＝keexp{-ked}……9， 求解等效散射点在全局坐标系下的向量坐标其中ke为大气消光系数，设第m0∈{1,2,...,M0}个等效散射点与Tx的距离为则第m0个等效散射点的光子散射概率用传输路径起终点的光子散射概率表示如以下公式10： 计算等效散射点与Tx的距离如以下公式11： 如以下公式12所示： 通过TX表示如以下公式13： 步骤3，根据散射相位分布对光子1至N-1次散射的散射方向进行建模，以典型传输方向替代光子无限可能传输方向，以等效散射点替代光子随机传输路径： 步骤3.1，在1至N-1次光子散射中，光子每次散射的传输方向按散射概率密度函数fPθ，φ分布，采用方向角θ，φ描述光子传输方向光子散射的传输方向θ，φ,θ∈[0，2π],φ∈[0，2π]，光子第n次散射的传输方向集合为半径为1的球面 步骤3.2，借鉴第0次散射光子传输方向采样方法，同理将等天顶角θn划分为Kn个球带第一个球带为球冠，除球冠区域以外，将剩余球带中的第k∈{2，3，...，Kn}个球带等方位角划分为个区域对划分区域进行采样，以散射前光子传输方向为球冠区域的采样光子发射方向，以的中心轴线为第kn个球带中第个区域的采样光子发射方向，则采样的光子发射方向角为如以下公式14-15所示： 步骤3.3，将球坐标系下采样的光子第n次散射方向转换为紫外光通信系统坐标系下的光子散射方向如以下公式16-18： 步骤3.4，确定第n次散射后的光子随机传输路径，设dn为第n次散射传输路径端点与光子散射点qn的距离,其中为起点距离，为终点距离,散射后的随机传输路径起点为qn，传输路径终点为无穷远处，则 步骤3.5，参考第0次散射后的光子随机传输路径采样方法，同理取Mn个发生概率相等的散射点为第n次散射后光子随机传输路径的采样点,利用等效散射点与光子随机传输路径起点和终点的光子散射概率密度关系，计算第n次散射后，第mn∈{1,2,...,Mn}个等效散射点与光子散射点qn的距离如以下公式19： 计算等效散射点在全局坐标系下的位置矢量如以下公式20： 步骤4，根据第N次散射前光子传输方向与接收视场FieldofView,FOV圆锥面的交点，选择第N次散射中能被接收的光子随机传输路径； 步骤5，根据光子采样方向的光强分布赋予其相应的权重，加权计算所有等效散射点的接收概率，得到任意阶次散射接收光强。

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