LED可見光無線通信的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

陳偉 高勝凱 戚海洋

【摘要】 LED照明具備多方面的優(yōu)勢(shì)，包括使用壽命長(zhǎng)、安全可靠以及節(jié)能度高等，被普遍認(rèn)為屬于下一代：主流照明技術(shù)。LED可見光無線通信系統(tǒng)是由LED照明與無線通信技術(shù)相互融合而構(gòu)成的。本課題筆者在分析LED可見光無線通信現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)LED可見光無線通信發(fā)展方向進(jìn)行了探究，希望以此為實(shí)際工作提供一些具有價(jià)值的參考憑據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 LED 無線通信技術(shù) 發(fā)展方向

LED照明技術(shù)被譽(yù)為“綠色照明”技術(shù)，通過對(duì)半導(dǎo)體器件高速點(diǎn)滅的發(fā)光響應(yīng)特性的利用，把信號(hào)向LED可見光調(diào)制，進(jìn)一步完成傳輸，從而讓可見光通信和LED照明充分融合，以此構(gòu)建成為L(zhǎng)ED照明與通信雙重功能的基站等。近年來，在LED照明技術(shù)迅速發(fā)展勢(shì)態(tài)下，使其被普遍認(rèn)為屬于下一代主流照明技術(shù)。鑒于此，本課題對(duì)“LED可見光無線通信的現(xiàn)狀及發(fā)展方向”進(jìn)行分析與探究具有較為深遠(yuǎn)的意義。

一、LED可見光無線通信現(xiàn)狀分析

LED可見光無線通信可細(xì)分為兩大類：一類為室外通信；另一類為室內(nèi)通信。其中，室外LED可見光無線通信技術(shù)主要在智能交通系統(tǒng)中應(yīng)用，而室內(nèi)LED可見光無線通信技術(shù)主要在室內(nèi)無線寬帶接入網(wǎng)中應(yīng)用。下面筆者對(duì)現(xiàn)狀下LED可見光無線通信幾大關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

1、無線信道傳輸技術(shù)。對(duì)于LED可見光無線通信系統(tǒng)來說，在信號(hào)傳輸方面主要使用到的信道是隨機(jī)信道。LED可見光的波長(zhǎng)和大氣當(dāng)中的雨滴、灰塵以及氣體分子等物質(zhì)在尺寸方面比較相近，這樣便極易出現(xiàn)光散射現(xiàn)象，進(jìn)一步使信號(hào)強(qiáng)度大大減弱。因此，便需要對(duì)LED可見光傳輸信道進(jìn)行優(yōu)化，此時(shí)無線信道傳輸技術(shù)便起到了實(shí)質(zhì)性的作用，利用該項(xiàng)技術(shù)能夠很好地構(gòu)建室內(nèi)、外傳輸模型。

2、光信號(hào)接收技術(shù)。基于LED可見光通信系統(tǒng)當(dāng)中，有多種噪聲存在，比如電路自身存在的噪聲以及背景噪聲等，在噪聲的影響下會(huì)大大減弱接收信號(hào)的傳播效果。為了使接收信號(hào)得到有效增強(qiáng)，便需要選擇具備噪聲低、響應(yīng)速度快的光電探測(cè)器。另外，為了接收到的信號(hào)能夠獲得有效的前置處理，可使用高效的光濾波器，從而使背景雜散光產(chǎn)生的干擾得到有效抑制，進(jìn)一步使信號(hào)噪聲得到有效降低。

3、信道復(fù)用技術(shù)。要想使終端與終端之間能夠具備共享的高速信道，便需要使用到信道服用技術(shù)。基于光通信方面，所涵蓋的技術(shù)諸多，包括光時(shí)分多址及時(shí)、光波分多址技術(shù)以及光碼分多址技術(shù)等。其中，光碼分多址技術(shù)屬于一類擴(kuò)頻技術(shù)，能對(duì)帶寬資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)分布，進(jìn)一步使光信號(hào)實(shí)現(xiàn)直接復(fù)用及交換。該技術(shù)具有多方面的優(yōu)勢(shì)，具有強(qiáng)烈的抗干擾作用，與此同時(shí)保密性能很非常好。

二、LED可見光無線通信發(fā)展方向探究

對(duì)于LED可見光無線通信目前主要應(yīng)用在兩大方面：一方面是室內(nèi)局域網(wǎng)當(dāng)中應(yīng)用；另一方面是在智能交通系統(tǒng)中應(yīng)用。下面筆者便從多方面對(duì)LED可見光無線通信技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行探究。

1、白光LED頻率響應(yīng)的增強(qiáng)以及寬帶的拓展。白光LED屬于一類通信光源，那么它的電信號(hào)便需要在白光LED中進(jìn)行調(diào)制，進(jìn)一步發(fā)射出去。基于通信系統(tǒng)的可用寬帶會(huì)受到白光LED響應(yīng)頻率的影響。因此，便需要對(duì)通信系統(tǒng)功率的輸出量加以提升，與此同時(shí)還需要提升白光LED的頻率響應(yīng)，以此使路寬帶得到有效拓展。顯然，上述問題屬于LED可見光無線通信的在未來中的一大發(fā)展趨勢(shì)。

2、LED可見光信道的進(jìn)一步研究。基于信道沖擊響應(yīng)下，可見光通信系統(tǒng)和紅外無線通信之間存在很大的差異性。與此同時(shí)，由這兩類系統(tǒng)引發(fā)的碼間串?dāng)_在原因方面也存在一定的差異性。所以，為了使碼間串?dāng)_而產(chǎn)生的影響得到有效解決，便需要對(duì)光通信系統(tǒng)和宮外無線通信之間的相關(guān)性與差異性進(jìn)行進(jìn)一步深入研究。

3、室內(nèi)LED可見光通信多技術(shù)的應(yīng)用。LED可見光無線通信主要應(yīng)用在室內(nèi)局域網(wǎng)方面，因此室內(nèi)LED可見光通信多技術(shù)的應(yīng)用也是未來的一大發(fā)展趨勢(shì)。室內(nèi)LED可見光使用的技術(shù)做多，包括了OFDM調(diào)制技術(shù)、分組編碼技術(shù)以及CDMA接入技術(shù)等。這些具有均有很好的發(fā)展前景、但是，在IFDM調(diào)制技術(shù)應(yīng)用過程中，當(dāng)信號(hào)不斷擴(kuò)大的情況下，會(huì)對(duì)功放產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)作用，從而進(jìn)入非線性區(qū)域，進(jìn)一步引發(fā)失真現(xiàn)象。除此之外，現(xiàn)狀下LED燈有單芯片與多芯片兩類，通過OFDM調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用，無論使用哪一種芯片，均能夠獲得較高的傳信率，與此同時(shí)還能夠降低誤碼率。

三、結(jié)語(yǔ)

通過本課題的探究，認(rèn)識(shí)到現(xiàn)狀下LED可見光無線通信所涵蓋的技術(shù)諸多，比如無線信道傳輸技術(shù)、光信號(hào)接收技術(shù)以及信道復(fù)用技術(shù)等。與此同時(shí)，在未來，LED可見光無線通信勢(shì)必朝向多渠道發(fā)展，比如白光LED頻率響應(yīng)的增強(qiáng)以及寬帶的拓展、LED可見光信道的進(jìn)一步研究以及室內(nèi)LED可見光通信多技術(shù)的應(yīng)用等。相信在LED可見光無線通信得到全面發(fā)展的基礎(chǔ)上，能夠?yàn)槭彝馔ㄐ排c室內(nèi)通信的完善起到推波助瀾的作用。