基于Light Fidelity在智慧環境的運用

陳虹旭 于川岳 李曉坤 劉清源 孫怡然 董濰赫

摘? 要： 智慧環境，作為互聯網技術與環境信息化技術的結合體，顯然需要多種多樣的信息與數據傳輸手段，將智慧環境與Light Fidelity技術相結合，更利于環境信息化管理。針對Light Fidelity在智慧環境運用過程中存在的“陰影效應”問題進行探討與研究，提出基于Haar小波的DWT-OFDM的調制解決方案。同時，分析Polar Code在基于OOK技術的Light Fight通信運用中存在的優勢，建立Light Fidelity在智慧環境中的通信系統模型，分析在總衰減系數不同的情況下，Light Fidelity的接收光功率與通信距離的變化關系，并采用加權系數法，優化Light Fidelity路徑損耗的計算以及Light Fidelity在智慧環境中的通信性能。

關鍵詞： Light Fidelity;智慧環境;Haar DWT-OFDM;Polar Code

中圖分類號： TN929.12? ? 文獻標識碼： A? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.09.037

本文著錄格式：陳虹旭， 于川岳， 李曉坤， 等. 基于Light Fidelity在智慧環境的運用[J]. 軟件，2020，41（09）：137140+144

【Abstract】： Smart environment， as a combination of Internet technology and environmental information technology， obviously needs various means of information and data transmission. The combination of smart environment and Light Fidelity technology is more conducive to environmental information management. Having discussed and studied the “Shadow Effect” of Light Fidelity in the smart environments applications， and the modulation solution of DWT-OFDM based on Haar wavelet is proposed. Meanwhile， the advantages of Polar Code in Light Fidelity communication application based on OOK technology are analyzed， and having built the model of Light Fidelity in the smart environment of the communication system and analysis in total attenuation coefficient of different cases， the Light Fidelity receiving optical power and the change of the communication distance， and weighted coefficient method is adopted to optimize Light Fidelity path loss calculation and the performance in which Light Fidelity in the smart environment of communication.

【Key words】： Light Fidelity; Smart environment; Haar DWT-OFDM; Polar Code

0? 引言

隨著IEEE協會在2014年發布802.11ax標準將Wireless Fidelity（無線保真技術，Wi-Fi）推向新的發展浪潮[1-2]，但因Wi-Fi以電磁波為信息載體，從而存在一些痛點——易發生電磁波干擾、頻帶資源有限等等[3]。光保真技術（Light Fidelity，Li-Fi）利用LED燈作為通信發射源，在LED燈中安裝微型芯片，采用開關鍵控（On Off Keying，OOK）技術控制LED燈明滅閃爍，實現信息傳輸目的[4-6]，這意味著Li-Fi不僅建設成本低，而且在無線 通信領域將彌補Wi-Fi等技術的不足。將Li-Fi與智慧環境相結合打造環境信息化，更利于踐行“綠水青山就是金山銀山”的發展理念[7]。本文針對Li-Fi在智慧環境的運用過程中遇到的難點進行研究與探討，并給出相關可行性方案。

1? Haar DWT-OFDM

Li-Fi通信的可見光波長范圍一般為380 nm～? 780 nm[8]。通常情況下，物體的尺寸遠大于此范圍，衍射效果不明顯，光只能沿直線傳播[9]。……