可見光通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

楊永忠+劉乃豪

【摘要】 二十一世紀(jì)進(jìn)入了信息化時代，網(wǎng)絡(luò)通信也廣泛運(yùn)用在人們的生活中以及社會發(fā)展的方方面面。隨著通信用戶的增加，所使用和占用的電磁波帶也越發(fā)顯得擁擠起來。由此為了提高通信系統(tǒng)的運(yùn)作效率和技術(shù)，提高頻帶寬度、擴(kuò)大通信容量、提高傳輸速度等等都成了眼下急需解決的問題。本篇文章就將對可見光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)展開研究。

【關(guān)鍵詞】 可見光通信系統(tǒng) 關(guān)鍵技術(shù) 研究

一、可見光通信的定義

可見光通信技術(shù)的發(fā)展來源是一種白光LED技術(shù)，由此作為一種新型的通信技術(shù)，可見光通信技術(shù)的特點(diǎn)中也含有白光LED技術(shù)的特點(diǎn)，即作為突出的高速響應(yīng)特性。高速響應(yīng)特性表現(xiàn)為信號是由LED可見光進(jìn)行調(diào)節(jié)和傳輸?shù)摹＿@種新型技術(shù)的運(yùn)行原則就是結(jié)合可見光技術(shù)以及通信傳輸技術(shù)，構(gòu)建出一種基站燈，這種基站燈也吸收了照明和通信技術(shù)，所以在性質(zhì)上是一種兩用的基站燈。從而為寬帶的接入方式提供了一種新思路。

作為眾多新型的通信技術(shù)之一，可見光通信技術(shù)在近些年得到了快速發(fā)展，利用與生活緊密相連的可見光，進(jìn)行移動通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，提高鏈路的質(zhì)量，為通信用戶提供更加高質(zhì)量的服務(wù)。這種通信技術(shù)不僅僅提高了移動通信網(wǎng)的安全性，還更加關(guān)注用戶的隱私，保證用戶的信息安全，減少長期使用通信網(wǎng)絡(luò)用戶的健康影響。

二、研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)

2.1研究現(xiàn)狀

由于可見光技術(shù)涉及到生活的方方面面，運(yùn)用廣泛，其中包括公共場合的電燈、廣場的大型顯示屏、道路上的路燈等等，正是可見光技術(shù)的場合應(yīng)用多，將照明和通信技術(shù)相結(jié)合的可見光通信系統(tǒng)也受到研究人員的關(guān)注和重視。也正是如此，現(xiàn)今將可見光通信系統(tǒng)的研究成果運(yùn)用到了許多方面，例如家庭無線網(wǎng)絡(luò)、辦公區(qū)域的數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊取乙矠榱税l(fā)展這項(xiàng)新型技術(shù)，頒布了《“十二五”國家科技計劃信息領(lǐng)域2013年度備選項(xiàng)目征集指南》。總而言之，可見光通信技術(shù)的研究現(xiàn)狀是樂觀的，受到重視。

2.2關(guān)鍵技術(shù)

可見光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和元件主要總結(jié)為以下幾點(diǎn)：（1）可見光光源和光敏元件。顧名思義，可見光通信系統(tǒng)基礎(chǔ)的技術(shù)和元件就是可見光。作為該系統(tǒng)的“動力”，可見光光源和光敏元件的作用和功能，就是將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，首先完成基本的照明功能，然后發(fā)出可見光，可見光中也就攜帶了調(diào)制信息。光敏元件的功能就是尋找和捕捉光信號，為光源提供光信號。（2）數(shù)字調(diào)制器和解調(diào)器。這一關(guān)鍵技術(shù)的工作原理就是，捕捉和根據(jù)光的特性進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)。實(shí)質(zhì)上就是通過光信號，將光信號所傳播的信息轉(zhuǎn)化出來，為系統(tǒng)的運(yùn)作提供有效的保障。（3）信息編碼器。信息編碼器的功能就是在信息解制之后，將信息進(jìn)行排列和編制，形成連續(xù)的波形，通過驅(qū)動電路直接驅(qū)動可見光光源進(jìn)行發(fā)光，也是通過信息編碼器，恢復(fù)傳遞的信息。

三、可見光通信系統(tǒng)的應(yīng)用困難

可見光通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)是白光LED技術(shù)，雖然通信結(jié)構(gòu)簡單，但是在應(yīng)用當(dāng)中也存在一些問題和困難。主要有整個系統(tǒng)的信號傳輸距離短，數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎退俣纫矝]有達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，從而也就導(dǎo)致了最終的照明無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，還存在一些通信傳播的盲區(qū)，這些盲區(qū)也影響到了整個系統(tǒng)的通信功能。例如一些路人或者物體的阻擋，也會影響信號的接收，LED的布局也不夠合理，從而也降低了信號的接收效率。同時，信號的傳輸頻率往往是不同的，這就顯示了現(xiàn)今可見光通信系統(tǒng)急需正交頻分復(fù)用調(diào)制功能。系統(tǒng)的調(diào)制帶寬也需要提高均衡技術(shù)。

四、未來發(fā)展的趨勢和展望

1、大型會館內(nèi)的使用。在一些博物館和展覽會館中，主要運(yùn)用的方面就是信息的講解。參觀者可以通過自己的手機(jī)一些的數(shù)碼設(shè)備，了解和接收相關(guān)信息的文字和圖像等等，十分方便。

2、應(yīng)用于商業(yè)方面。可以運(yùn)用在商品功能上，例如在電子賀卡、小玩具等上加入LED功能，也是為商品提供新的設(shè)計思路。

3、運(yùn)用于實(shí)時信息的傳播方面。在股市中、交通信息、商品廣告等方面，這些信息的更新效率要求較高，追求實(shí)時性，將該系統(tǒng)運(yùn)用到這些方面，人們能夠隨時隨地了解信息的更新。

4、照明市場的運(yùn)用。可見光通信系統(tǒng)的照明功能可以運(yùn)用在照明市場中。照明市場范圍廣，應(yīng)用領(lǐng)域多，例如車用照明、交通照明等等。該系統(tǒng)在使用照明功能的同時，還能夠通過通信功能完成信息的采集。

五、結(jié)語

作為一種新型的技術(shù)，可見光通信系統(tǒng)不僅受到研究人員以及國家的重點(diǎn)關(guān)注，在功能上實(shí)用性和功能也非常強(qiáng)大。本篇文章對該系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究和分析，對其中所存在的問題進(jìn)行了解答，并對未來的發(fā)展做出了展望。

參 考 文 獻(xiàn)

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[3]劉博；楊宇；朱琳；陳雄斌；陳弘達(dá)；；室內(nèi)半導(dǎo)體照明通信中的光強(qiáng)穩(wěn)定技術(shù)[J]；光電子.激光；2010年12期