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可见光通信技术的发展趋势

作者：魏访

来源：《电子技术与软件工程》2017年第19期

摘 要依托LED光源的快速调制特征，可达成集照明、通信于一体的可见光通信。文章通过阐述可见光通信技术，分析可见光通信关键技术，对可见光通信技术应用前景展开探讨，旨在为如何促进可见光通信技术有序健康发展研究适用提供一些思路。 【关键词】可见光通信技术 发展 应用前景

依托LED光源的快速调制特征，可达成集照明、通信于一体的可见光通信。可见光通信关键技术是基于对三维融合的达成，将芯片模块加在LED灯电路中，进而实现无线路由器、通信基站以及GPS等功能。相较于传统技术，可见光通信技术凭借其可利用频带宽、安全性高，无电磁干扰，无需频段许可授权等优势，为新型多媒体通信发展提供了可靠保障。由此可见，对可见光通信技术的发展趋势开展研究，有着十分重要的现实意义。 1 可见光通信技术概述

可见光通信技术是借助LED发出高速明暗闪烁信息以实现信息传递，LED每秒闪烁速可达数百万次。可见光通信技术是移动系统的一种补充接入方式，有着极为丰富的频率资源，可为用户提供丰富的无线频谱，实现在电磁信号敏感或电磁受限前提下的便捷使用。可见光通信系统，如图1所示，以LED照明设备对无线局域网基站进行取代，无需再装置任何其他基础设施。仅需在LED照明范围内，便可达成不间断高速数据传输，速率在每秒数十兆到数百兆之间，其光谱宽可达到无线电频谱宽的万倍以上。除此之外，可见光通信系统有着十分可靠的安全性，仅需拉上遮光帘，便可防止出现信息泄漏情况。 2 可见光通信关键技术相关研究 2.1 发光二极管个数

可见光通信系统中，技术人员往往将发光二极管装置于房间阳光最大辐射角处，以尽可能对房间各个角度进行覆盖。然而受行人遮挡影响，光源接收机表面极易产生阴影，进而对可见光通信成效造成不利影响，为了防止引发该种情况，技术人员应当尽可能降低阴影的影响。对于房建照明而言，照明灯越多，则房间亮度越高，照明效果越显著，同时光源接收功率也越大。阴影影响得到消除，然而可见光通信系统性能依旧未得到显著改善，这是因为受光源存在一定差异影响，形成的光路径便会不同，并且不同光路径还会产生各种程度的码间干扰。由此表明，伴随发光二极管灯数量的增多，码间干扰水平会不断升高。倘若系统码率为1000Mbps，则可将发光二极管数量调节为约3个。 2.2 接收机选择技术

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无线通信技术离不开光源发射机、码速率接收机的有力支持，主要原因在于发射机要发挥有效照明作用，所以其必须要获取充足的辐射角度。倘若发射机调频角度不足40°，则室内必将出现某些盲区；而倘若调频角度过大，则接收信噪比便会出现一定降低情况，因而，技术人员可见光通信系统研究中，往往将调频角度选取范围调节至约45°。 2.3 各个光路下的ISI

因发光二极管大多装置于室内天花板上，并且由若干个LED组成，所以其有着十分大的表面积。为了使房间获取极佳的通信效果，尽可能在一个房间内部装置多个发光二级管灯。可见光通信系统中，可通过两种方法达到缩减ISI的目的，一种为：将NRZ码转化为RZ码，另一种为：引入滤波装置，进一步发挥缩减ISI影响的有效作用。除此之外，技术人员还可于各房间及时设置间隔防护层，进一步有效消除残留ISI带来的负面影响。 3 可见光通信技术应用前景 3.1 智能交通系统的信息传输

智能交通系统经由及时接收并发送有关交通运行状况等相关信息，可达到减少交通拥堵、燃油消耗及交通事故等目的。图像处理有助于行车人员开展交通信号灯识别、障碍物检测等信息接收，属于智能交通系统中的一项关键技术。可见光通信技术结合高速数据图像传感器在智能交通系统中有着十分可观的应用前景。相关研究人员应用LED光及装置于汽车上的高帧速、高分辨力摄像机开展路边装置与车辆相互间的通信，研究结果得出，这一系统可于车辆在30km/h行车速度，及在35m范围内发出源自256个LEDs阵列组成光源发送来的数据的有效接受。

3.2 可见光通信高速数据传输

大数据量，诸如高速信息流下载、高清视频流传输等信息获取，已然转变成当今社会中必不可少的一部分。可见光通信技术可借助发散角度极小的关注开展数据传输，而可见光通信技术凭借其路径传输损耗相对低的特征，使得高度带宽的安全数据流接收、发送变得可实现。举例而言，欧洲OMEGA工程推出了一种有着100Mb/s的4个高清数据流的可见光通信数据传输。采取正交频分多路复用技术，经由若干个LED光源朝一定范围内光电二极管探测装置上开展数据传输。

3.3 可见光通信技术在航空领域的应用

可见光通信技术在航空领域的应用有着十分显著的优势。可见光LED在新一代商用飞机上得到广泛推广，依托可见光通信对原本电缆、光缆予以取代，可促进缩减重量和体积、减少成本及减轻电磁干扰等，波音商用飞机平台便在推进未来无限光网络方案的研究。 4 结束语

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总而言之，集照明、通信于一体的可见光通信有望取代单一功能的通信系统发展成室内无线通信的重要组成成分，为受众提供更便捷、更高效的信息服务。然而，可见光通信技术发展依旧面临着诸多问题。鉴于此，相关人员务必要不断钻研研究、总结经验，全面分析可见光通信技术原理，清楚认识可见光通信关键技术，强化对可见光通信技术的科学合理应用，积极促进可见光通信技术的有序健康发展。 参考文献

[1]陆雯.浅析可见光通信技术的研究现状及发展趋势[J].科学与财富，2015，07（33）：152-152.

[2]陈彦，杨红宇.我国室内可见光通信现状及发展趋势[J].光通信技术，2015，39（03）：162-163.

[3]周靖.可见光通信应用前景与发展挑战[J].数字化用户，2017，13（07）：257-258. 作者简介

魏访（1976-），女，湖北省武汉市人。大学本科学历。现为武汉职业技术学院电信学院副教授。研究方向为光电子信息技术，通信技术。 作者单位

武汉职业技术学院电信学院 湖北省武汉市 430074