如何在我的以下代码中考虑 cos(phi) 和 cos(psi) 来计算 VLC LED 系统的接收光功率？

Question

亲爱的。我正在尝试实现Matlab的室内可见光通信系统来计算光接收功率。我成功地根据以下公式对源 LED 和接收器 PD 之间的功率进行了视线计算，

即以下行代码：

H_A1 = (m+1)*Adet.*cosphi_A1.^(m+1)./(2*pi.*D1.^2);   % Channel DC gain for source

如上图所示，有cos(phi)和cos(psi)，Tf & Gc将被忽略。在以下代码中，由于视线规则，cos(phi) 和 cos(psi) 被忽略并被视为 1。

我在这里尝试做的是我想在上面的代码行中考虑 cos(phi) 和 cos(psi) 假设 psi = 0 and phi = 0:5:30。

我想根据上图在下一行添加 cos(phi) 和 cos(psi)

H_A1 = (m+1)*Adet.*cosphi_A1.^(m+1)./(2*pi.*D1.^2);   % Channel DC gain for source

并以增加步长 5 的方式将 phi=0, psi= 0 赋予 30。

在 psi 的每个新值中，我想计算 H_A1 以计算接收功率 P_rec。

请问有什么帮助吗？

Matlab代码：

close all;
clear all;
clc;

%% LED/PD Parameters

theta = 70;                       % Semi-angle at half power
m = -log10(2)/log10(cosd(theta)); % Lambertian order of emission
P_total = 20;                     % Transmitted optical power by individual LED
Adet = 1e-4;                      % Detector physical area of a PD

%% Optical elements parameters

Ts = 1;                           % Gain of an optical filter; ignore if no filter is used
index = 1.5;                      % Refractive index of a lens at a PD; ignore if no lens is used
FOV = 60*pi/180;                  % FOV of a receiver
G_Con = (index^2)/sin(FOV);       % Gain of an optical concentrator; ignore if no lens is used

%% Room parameters
             
lx = 5; ly = 5; lz = 3;         % Room dimensions in meter
h = 2.15;                       % The distance between the source and receiver plane

%% Mesh setup
% 2 dimensional setup

XT = 0; YT = 0;                   % The Position of the LED
Nx = lx*10; Ny = ly*10;           % Number of grids in the receiver plane
x = -lx/2 : lx/Nx : lx/2;
y = -ly/2 : ly/Ny : ly/2;
[XR, YR] = meshgrid(x,y);         % Receiver plane grid

%% Computation based on LOS channel equations

D1 = sqrt((XR-XT(1,1)).^2 + (YR-YT(1,1)).^2 + h^2);   % Distance vector from source
cosphi_A1 = h./D1;                                    % Angle vector
H_A1 = (m+1)*Adet.*cosphi_A1.^(m+1)./(2*pi.*D1.^2);   % Channel DC gain for source
P_rec = P_total.*H_A1.*Ts.*G_Con;                     % Received power from source  
P_rec_dB = 10*log10(P_rec); 
    
%% Plotting

meshc(x,y,P_rec_dBm);
colorbar
xlabel('X (m)');
ylabel('Y (m)');
zlabel('Received power (dBm)');
axis([-lx/2 lx/2 -ly/2 ly/2 min(min(P_rec_dBm)) max(max(P_rec_dBm))]);

Answer 1

您可以将 phi 定义为向量，但由于维度不匹配，绘图网格会出现问题 事实上，对于每个角度，都会有一个“唯一的图形”，并且我们无法为向量中给定的所有角度值绘制图形。 Psi 也受此影响。 我们可能将接收到的功率作为向量，因为 cos 在公式中将是一个向量，但不可能绘制该向量的网格，每个接收到的功率值都有一个唯一的网格图。