一种可见光通信中的发光二极管调整方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光学领域，特别是设及一种可见光通信中的发光二极管调整方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 在可见光通信（英文:Vis化le Li曲t Communication,缩写：VLC)领域，主要使用 发光二极管（英文：Light Emitting Diode,缩写：L抓）作为发送端，光电二极管（英文： Photo-Diode,缩写:PD)作为接收端，W实现光通信传输。为了提高传输速率，多采用并行的 传输方式，例如在多输入多输出（英文:Multiple-I吨ut Multiple-Output，缩写:ΜΙΜΟ)系 统中采用的并行结构的Lm)阵列和PD阵列。通过阵列中多个Lm)灯的并行工作，可W有望将 光通信传输速率提高到化/(S · mm2)。
[0003] 传统的LED阵列中LED数量较小，各个LED间距也比较大，限制了 VLC-MIM0系统的推 广和应用，但是当增加 Lm)阵列中L抓的数量，并减少L抓阵列的体积时，将会导致PD的信道 相关性很大，即阵列中的一个PD可W接收到多个Lm)发出的光，且接收到的多个Lm)的光 强度相差不大，造成大量的信号干扰，例如图1所示的情况，图示的PD阵列所受到的信道相 关性很大，从而导致无法或很难解析出光传输的信号。
[0004] 为了解决信道相关性大的问题，传统的方式是在Lm)阵列和PD阵列之间增加光学 器件例如凸透镜或鱼眼透镜等，从而降低PD阵列的信道相关性。但是，增加的光学器件会导 致成本高，而且额外的光学器件会导致ΜΙΜΟ系统的尺寸难W缩小到预期，不利于VLC-MIM0 系统的推广和应用。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可见光通信中的发光二极管调整方法 和装置，使得调整完毕后的所述Lm)阵列对所述PD阵列产生的信道相关性相比未调整前降 低，提升了通信速率。
[0006] 本发明实施例公开了如下技术方案：
[0007] -种可见光通信中的发光二极管调整方法，应用于ΜΙΜΟ系统中，所述ΜΙΜΟ系统中 包括LED阵列和PD阵列，所述LED阵列中LED单元的数量与所述PD阵列中PD单元的数量相同， 所述方法包括：
[000引调整所述L邸阵列中L邸单元的倾斜角度；
[0009] 在调整的过程中，实时计算所述L邸阵列与所述PD阵列之间的NXN直流增益矩阵， 所述直流增益矩阵中第i行，第j列的目标元素的数值为所述Lm)阵列中第j个Lm)单元到所 述PD阵列中第i个PD单元之间通信链路的直流增益，N为所述PD单元和所述LED单元的数量；
[0010] 若所述直流增益矩阵中所述目标元素的数值为第i行和第j列中数值最大的，且所 述目标元素在第j列中的干信比小于预设值，确定对所述LED阵列中第j个L邸单元中的倾斜 角度调整完毕。
[0011] 可选的，所述L邸阵列的L邸单元和所述PD阵列的PD单元具有一一对应关系。
[0012] 可选的，所述目标元素处于所述直流增益矩阵的主对角线上，所述主对角线为从 所述直流增益矩阵的左上到右下的对角线。
[0013] 可选的，将所述直流增益矩阵第j列中除了所述目标元素外的N-1个元素数值的平 方和作为第一数值，将所述目标元素数值的平方作为第二数值；
[0014] 将所述第一数值与第二数值的比值作为所述目标元素在第j列中的干信比。
[0015] 可选的，对所述L邸阵列中L邸单元调整的倾斜角度小于L邸单元的最大发光角度。
[0016] -种可见光通信中的发光二极管调整装置，应用于ΜΙΜΟ系统中，所述ΜΙΜΟ系统中 包括LED阵列和PD阵列，所述LED阵列中LED单元的数量与所述PD阵列中PD单元的数量相同， 所述装置包括：
[0017] 调整单元，用于调整所述L邸阵列中L邸单元的倾斜角度；
[001引计算单元，用于在调整的过程中，实时计算所述L抓阵列与所述PD阵列之间的NXN 直流增益矩阵，所述直流增益矩阵中第i行，第j列的目标元素的数值为所述Lm)阵列中第j 个LED单元到所述PD阵列中第i个PD单元之间通信链路的直流增益，N为所述PD单元和所述 LED单元的数量；
[0019] 确定单元，用于若通过所述计算单元计算得到所述直流增益矩阵中所述目标元素 的数值为第i行和第j列中数值最大的，且所述目标元素在第j列中的干信比小于预设值，确 定对所述L邸阵列中第j个L邸单元中的倾斜角度调整完毕。
[0020] 可选的，所述L邸阵列的L邸单元和所述PD阵列的PD单元具有一一对应关系。
[0021] 可选的，所述目标元素处于所述直流增益矩阵的主对角线上，所述主对角线为从 所述直流增益矩阵的左上到右下的对角线。
[0022] 可选的，所述计算单元具体用于将所述直流增益矩阵第j列中除了所述目标元素 外的N-1个元素数值的平方和作为第一数值，将所述目标元素数值的平方作为第二数值;将 所述第一数值与第二数值的比值作为所述目标元素在第j列中的干信比。
[0023] 可选的，所述调整单元对所述LED阵列中Lm)单元调整的倾斜角度小于LED单元的 最大发光角度。
[0024] 由上述技术方案可W看出，调整L邸阵列中Lm)单元的倾斜角度，在调整的过程中， 实时计算所述LED阵列与所述PD阵列之间的NXN直流增益矩阵，所述直流增益矩阵中第i 行，第j列的目标元素的数值为所述L抓阵列中第j个L抓单元到所述PD阵列中第i个PD单元 之间通信链路的直流增益，N为所述PD单元和所述L抓单元的数量，若所述直流增益矩阵中 所述目标元素的数值为第i行和第j列中数值最大的，且所述目标元素在第j列中的干信比 小于预设值，则确定对所述Lm)阵列中第j个L邸单元中的倾斜角度调整完毕，使得调整完毕 后的所述L抓阵列对所述PD阵列产生的信道相关性相比未调整前降低，提升了通信速率。由 于不需要在ΜΙΜΟ系统中增加额外的光学器件，仅需对L抓阵列的物理结构进行优化，降低了 成本，提高了缩小L邸阵列和PD阵列的可能性。
【附图说明】
[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 W根据运些附图获得其他的附图。
[0026] 图1为一种ΜΙΜΟ系统中的信道模型示意图；
[0027] 图2为本发明实施例提供的一种可见光通信中的发光二极管调整方法的方法流程 图；
[0028] 图3a为本发明实施例提供的一种L邸阵列的排列和编号示意图；
[0029] 图3b为本发明实施例提供的一种L邸单元的调整角度示意图；
[0030] 图3c为本发明实施例提供的一种调整后的ΜΙΜΟ系统的直流增益矩阵；
[0031] 图4为本发明实施例提供的一种可见光通信中的发光二极管调整装置的装置结构 图。
【具体实施方式】
[0032] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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地描述，显然，所描述的实施例是本发明 一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0033] 在VLC-MIM0系统中，在将LED阵列和PD阵列的尺寸缩小时，会对PD阵列产生较大的 信道相关性，从而产生很大的信号干扰，影响PD阵列对L邸阵列的光传输信号的解读。
[0034] 为了解决信道相关性大的问题，传统的方式是在Lm)阵列和PD阵列之间增加光学 器件例如凸透镜或鱼眼透镜等，
[0035] 例如在PD阵列上设置半球形透镜，利用光线的折射定律及反射定律和凸透镜对光 线的会聚性，从而使PD阵列的视场(英文:Field of view,缩写:F0V)角得到提高W及使得 在接收平面上的对各个L邸单元发出的光斑能很好地区分开。
[0036] 可见，通过增设光学器件，可W有效降低PD阵列的信道相关性。但是，增加的光学 器件首先会提高化C-MIM0系统的成本，而且额外的光学器件会导致化C-MIM0系统中L抓阵 列和PD阵列的尺寸难W缩小到预期，不利于化C-MIM0系统的推广和应用。
[0037] 发明人发现，目前还有一种降低PD阵列的信道相关性的方式，主要通过调整PD阵 列中PD单元的偏转、倾斜来实现。通过偏转PD单元，使得PD阵列中的各个PD单元的F0V变得 不同，即使用几种具有不同F0V的PD单元来构成接收光的PD阵列，F0V大的PD单元来使PD阵 列的F0V足够大，而F0V小的PD单元来降低信道相关性。
[0038] 但是，一个化C-MIM0系统由发送阵列(L抓阵列）和接收阵列(ro阵列）组成，如