可见光通信.

可见光通信（VLC）可见光通信还有另外一个名字，就是“Li-Fi”因此不少人将其视为Wi-Fi的替代者。在实验室理想条件下Li-Fi的传输速度可以达到平均每秒100GB，理论峰值约为每秒224GB比现有的Wi-Fi传输速度快了近100倍。背景LED调制方式上行链路方案总结贝尔与他的同事因试验了世界上第一台电话机而被世人所熟知，但其实他还有另一项伟大的发明成就，就是光线电话（photophone）。贝尔发现了一个有趣的玩法：通过调节光束的变化来传递语音信号，从而可以进行双方无线对话——这就是人类第一次实现无线电话，利用的正是可见光通讯。可惜当时电话尚未普及，光线电话也被认为实现难度大，实用价值不高等原因，没能得到实际推广。可见光通信技术（VisibleLightCommunication，VLC）是指利用可见光波段的光作为信息载体，无需光纤等有线信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式。频谱丰富成本低高保密性无电磁辐射频谱丰富：室内可见光通信技术可以提供大量潜在的可利用带宽，并且该带宽使用不受限，不需获得管理机构的授权。无电磁辐射：室内可见光通信不产生电磁辐射，也不易受外部电磁干扰影响，所以其可广泛应用于对电磁干扰敏感、甚至必须消除电磁干扰的特殊场合，如医院、航空器、加油站和化工厂等。高保密性：室内可见光通信技术所搭建的网络安全性更高。成本低：室内可见光通信技术支持快速搭建无线网络，可以方便灵活的组建临时网络与通信链路，降低网络使用与维护成本LEDLED被公认为是21世纪最具发展前景的高技术领域之一。从性能上来说，LED拥有更高的亮度、更长的使用寿命、更快的开关响应速度以及更加安全的生产和使用环境等特点。制造白光LED的方法主要有两种：室内可见光通信系统通过对LED的高速开关来传递信息，所以LED对控制信号的响应速度是关键参数，其大小将直接影响可见光通信系统所支持的最大数据传输速率。LED的截止频率fc可定义为：fc=0.35/tr可见光LED的数据手册中并没有给出上升或者下降时间参数，所以LED的开关速度只能通过实际测试。调制方式为了尽可能提高系统的数据传输速率，需采用额外的措施来缓解系统带宽受物理器件限制的影响，有效的缓解措施可总结为两类：一类是使用附加元件或使用均衡技术来缓解，具体方法包括在接收端使用蓝色滤波片滤除响应速度慢的黄光元素、在LED的驱动电路模块中使用预均衡技术以及在接收机端使用后均衡技术。第二类方法是使用效率更高的调制技术，即一个发送符号可传递尽可能多的信息目前应用到可见光通信系统中的调制方式包括开关键控、脉冲位置调制、差分脉冲位置调制，子载波脉冲位置调制，变脉冲位置调制，色移键控和正交频分复用等。开关键控NRZ-OOK光源开启表示“1”，光源关闭表示“0”。脉冲位置调制由于在接收机需要时隙同步和码元同步，PPM收发机结构较OOK收发机复杂。正交频分复用（OFDM）OFDM带宽效率高，并且可以克服多径效应和符号间干扰。在可见光通信系统中使用OFDM技术，那么系统的数据传输性能将提升，抵抗多径干扰的能力也将被加强。色移键控CSK使用3色光源提供颜色变化实现通信的，其信息使用3种颜色光源的光强比例来传输，而非波分多址中使用每种颜色绝对光强实现的。CSK调制要求发射端和接收端都能进行精确的色彩区分，但现有的LED和PD产品均不能实现色彩区分，增加这个功能将大幅增加生产成本，从而限制了CSK技术的推广。上行链路方案现有研究已提出无线电波与无线光波两大类上行链路用于可见光通信系统，无线电波主要以Wi-Fi为典型方案，而光波方案中又可以按照波段分为380～780nm间的可见光波段与780～950nm间的红外光上行链路。射频上行缺点：采用射频上行方式将会与现有的系统产生干扰，占用已经十分拥挤的频谱资源；此外，射频上行会有电磁辐射，将无法用在电磁敏感环境，可见光通信的保密性也会大大减弱。现有移动终端大都安装有Wi-Fi模块，Wi-Fi热点也已广泛部署，可以由可见光通信系统来承载下行链路数据，而Wi-Fi用作上行链路。可见光通信一般为视距（LOS）链路，当接收机与LED发射源之间有障碍物遮挡时，Wi-Fi也可以短时间提供下行传输，以保证服务质量（QoS）。可见光上行采用偏振分光技术的双工系统采用偏振分光方式的双工通信系统,这种系统的优点是采用偏振分光镜让发射光和接收光分离,以消除下行链路照明光对上行链路光的干扰。姓名职务缺点：是需要很多光学器件，而且由于光经过偏振片起偏后会降低强度，所以为了满足照明的需求，LED照明灯需要更大的发射功率。并行双工通信系统在接收机与LED灯的中间放置一块隔板,就可以屏蔽掉LED灯辐射的光,减少了噪声的干扰。总结LED以其节能环保的特性将成为下一代照明光源,另外,由于LED具有的高灵敏度及线性调制特性使得LED能在照明同时能够利用可见光实现无线通信,灵活地解决一些特殊场合的信息接入问题,受到了国内外学者的广泛关注。可见光的热点研究问题受制于LED的调节带宽无法提供超高的传输速率缺乏针对室内的可见光的信道建模的基础性研究不具备改善室内可见光信号分布的有效途径高效合理的上行链路通信方案参考文献[1]陈特,刘璐,胡薇薇.可见光通信的研究[J].中兴通讯技术,2013,01:49-52.[2]丁举鹏.可见光通信室内信道建模及性能优化[D].北京邮电大学,2013.[3]何胜阳.室内可见光通信系统关键技术研究[D].哈尔滨工业大学,2013.[4]汪井源,徐智勇,朱勇,经继松,王荣,文湘益.室内可见光通信中噪声与干扰的实验与仿真分析[J].光电子.激光,2012,07:1314-1318.[5]杨欣华.可见光通信系统建模与实验研究[D].吉林大学,2015.[6]魏承功.基于白光LED的室内可见光通信系统研究[D].长春理工大学,2008.[7]卢圣睿.基于白光LED的可见光通信系统的设计与实现[D].大连海事大学,2014.谢谢！