[发明专利]孔径阵列接收机及其设计方法、装置、电子设备和介质

权利要求书

1.一种孔径阵列接收机设计方法，其特征在于，所述孔径阵列接收机包括若干个接收单元，所述若干个接收单元呈中心对称排布，每个接收单元包括一个光电二极管和一个用于传输光线的孔径；所述方法包括：

获取所述孔径阵列接收机在室内K个随机位置处的信号与干扰加噪声比SINR函数，每个随机位置处的SINR函数表征该随机位置处的SINR与接收单元上的孔径，以及孔径与光电二极管在水平方向上的偏移距离的关联关系；

获取所述K个随机位置处的SINR函数的方差和均值；

以所述方差与所述均值之比最小化为目标，确定接收单元上的孔径的大小，以及孔径与光电二极管在水平方向上的偏移距离；

所述获取所述孔径阵列接收机在室内K个随机位置处的信号与干扰加噪声比SINR函数，包括：

在第k个随机位置处，k＝1，2，3，……，K，获取孔径阵列接收机中的每一个雪崩光电二极管在该随机位置处接收到的信号的SINR；对于第j个接收单元上的雪崩光电二极管，在该第k个随机位置处的SINR函数ε_kj为：

其中，i表示该第k个随机位置处于第i个VLC小区，h_ij表示VLC的视距朗伯增益，μ表示雪崩光电二极管的响应度，γ表示LED调制指数，Γ表示雪崩增益，P0表示LED的平均输出光功率，表示雪崩光电二极管的散粒噪声，表示雪崩光电二极管的热噪声方差，D表示第i个LED灯与孔径阵列接收机之间的距离，表示发射角，θ表示入射角，m＝ln 2/ln(cosΦ_1/2)表示朗伯体阶数，Φ₁₂表示LED半功率辐射角；A_ij表示第j个接收单元上的雪崩光电二极管接收第i个LED发射光信号的有效探测面积；l_ij表示光斑圆心到雪崩光电二极管圆心的距离，ω表示第j个接收单元的方位角，d_EA表示孔径大小，r_E表示孔径与光电二极管在水平方向的偏移距离，r_A表示雪崩光电二极管的半径；r表示孔径与光电二极管在垂直方向的距离；

对该第k个随机位置处孔径阵列接收机中的所有光电二极管在该第k个随机位置处的SINR函数取最大值，得到孔径阵列接收机在该随机位置处的SINR函数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述方差与所述均值之比最小化为目标，确定接收单元上的孔径的大小，以及孔径与光电二极管在水平方向上的偏移距离，包括：

利用MATLAB优化工具箱中的最小化函数fmincon，以所述方差与所述均值之比最小化为目标，确定接收单元上的孔径的大小，以及孔径与光电二极管在水平方向上的偏移距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若干个接收单元采用蜂窝排列方式排布。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个接收单元上孔径与光电二极管在水平方向上的偏移方向平行于该接收单元上的孔径的中心与对称中心的连线。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个接收单元包括的光电二极管为雪崩光电二极管。

6.一种孔径阵列接收机，其特征在于，所述孔径阵列接收机包括若干个接收单元，所述若干个接收单元呈中心对称排布，每个接收单元包括一个光电二极管和一个用于传输光线的孔径；

每个接收单元上的孔径的大小，以及孔径与光电二极管在水平方向上的偏移距离通过如权利要求1-5任意一项所述的孔径阵列接收机设计方法设计得到。