[發明專利]孔徑陣列接收機及其設計方法、裝置、電子設備和介質

有效

• 申請號: 202110023956.3
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112804001B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 王超;亢令川;朱義君;汪濤;任嘉偉;張艷語;薛婧姝;杜笑笑;穆昱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/079
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張靜

1.一種孔徑陣列接收機設計方法，其特征在于，所述孔徑陣列接收機包括若干個接收單元，所述若干個接收單元呈中心對稱排布，每個接收單元包括一個光電二極管和一個用于傳輸光線的孔徑；所述方法包括：

獲取所述孔徑陣列接收機在室內K個隨機位置處的信號與干擾加噪聲比SINR函數，每個隨機位置處的SINR函數表征該隨機位置處的SINR與接收單元上的孔徑，以及孔徑與光電二極管在水平方向上的偏移距離的關聯關系；

獲取所述K個隨機位置處的SINR函數的方差和均值；

以所述方差與所述均值之比最小化為目標，確定接收單元上的孔徑的大小，以及孔徑與光電二極管在水平方向上的偏移距離；

所述獲取所述孔徑陣列接收機在室內K個隨機位置處的信號與干擾加噪聲比SINR函數，包括：

在第k個隨機位置處，k＝1，2，3，……，K，獲取孔徑陣列接收機中的每一個雪崩光電二極管在該隨機位置處接收到的信號的SINR；對于第j個接收單元上的雪崩光電二極管，在該第k個隨機位置處的SINR函數ε_kj為：

其中，i表示該第k個隨機位置處于第i個VLC小區，h_ij表示VLC的視距朗伯增益，μ表示雪崩光電二極管的響應度，γ表示LED調制指數，Γ表示雪崩增益，P0表示LED的平均輸出光功率，表示雪崩光電二極管的散粒噪聲，表示雪崩光電二極管的熱噪聲方差，D表示第i個LED燈與孔徑陣列接收機之間的距離，表示發射角，θ表示入射角，m＝ln 2/ln(cosΦ_1/2)表示朗伯體階數，Φ₁₂表示LED半功率輻射角；A_ij表示第j個接收單元上的雪崩光電二極管接收第i個LED發射光信號的有效探測面積；l_ij表示光斑圓心到雪崩光電二極管圓心的距離，ω表示第j個接收單元的方位角，d_EA表示孔徑大小，r_E表示孔徑與光電二極管在水平方向的偏移距離，r_A表示雪崩光電二極管的半徑；r表示孔徑與光電二極管在垂直方向的距離；

對該第k個隨機位置處孔徑陣列接收機中的所有光電二極管在該第k個隨機位置處的SINR函數取最大值，得到孔徑陣列接收機在該隨機位置處的SINR函數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述方差與所述均值之比最小化為目標，確定接收單元上的孔徑的大小，以及孔徑與光電二極管在水平方向上的偏移距離，包括：

利用MATLAB優化工具箱中的最小化函數fmincon，以所述方差與所述均值之比最小化為目標，確定接收單元上的孔徑的大小，以及孔徑與光電二極管在水平方向上的偏移距離。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述若干個接收單元采用蜂窩排列方式排布。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，每個接收單元上孔徑與光電二極管在水平方向上的偏移方向平行于該接收單元上的孔徑的中心與對稱中心的連線。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，每個接收單元包括的光電二極管為雪崩光電二極管。

6.一種孔徑陣列接收機，其特征在于，所述孔徑陣列接收機包括若干個接收單元，所述若干個接收單元呈中心對稱排布，每個接收單元包括一個光電二極管和一個用于傳輸光線的孔徑；

每個接收單元上的孔徑的大小，以及孔徑與光電二極管在水平方向上的偏移距離通過如權利要求1-5任意一項所述的孔徑陣列接收機設計方法設計得到。