可见光通信关键技术论述.ppt

可见光通信关键技术 现代通信理论与新技术 学号： 姓名： 1 概述 2 特点 3 关键技术 4 结束语 可见光通信技术及其应用 什么是可见光通信技术 LED与白炽灯的性能比较 LED高速的响应特性使得在照明的同时进行高速通信成为可能—— 可见光通信（VLC）应运而生。 什么是可见光通信技术 可见光通信技术(Visible Light Communication，VLC)是指利用可见光波段的光作为信息载体，不使用光纤等有线信道的传输介质，而在空气中直接传输光信号的通信方式。 LED可见光通信是基于可见光发光二极管(Light Emitting Diode，LED)比荧光灯和白炽灯切换速度快的特点，利用配备LED的室内外大型显示屏、照明设备、信号器和汽车前尾灯等发出的用肉眼观察不到的高速调制光波信号来对信息调制和传输，然后利用光电二极管等光电转换器件接收光载波信号并获得信息。 什么是可见光通信技术 什么是可见光通信技术 无需WIFI信号，就可在路灯下花0.2秒的时间下载一部电影 VLC特点 必威体育官网网址 广泛 特点 高速 宽频谱 实用 目前全世界的电灯泡数量约有140亿盏，实际上，这也意味可能成为互联网接入点的数量。 它的泛在性能对当下 无线通信覆盖的盲区进行填补， 比如在无线受限（医院、机舱、矿井等）、传输时媒介或障碍物的深度衰减环境（地铁、隧道）、用户高度密集区、舰船舱内这类无线通信非常不畅的地方采用LED光源进行通信。 室内通信，或设置可见光不能透过的障碍物 每秒十兆至几十兆 可见光频谱的宽度可达到射频频谱 的1万倍。基于LED的可见光通信具有 宽频谱、无需频谱使用许可证，有LED 的地方就可能有通信——Lifi 关键技术 光源 室内可见光通信系统的可见光光源是在满足用户的照明要求的基础上实现通信功能，由于白炽灯、日光灯和LED等常用人造光源在硬件结构上的不同，并非所有类型的光源都适合作室内可见光通信系统的光源。 作为室内照明设备,它必须具有亮度高、散热小、功耗低、辐射范围广等特点。另一方面,作为光通信系统的光源,它必须具有使用寿命长、调制性能 好、响应灵敏度高、发射功率大等优点。综合以上两个方面,目前能满足要求的最好选择就是白光LED。 目前,商品化的大功率白光LED功率已经达到5 W,发光效率也已经达到50 lm/W,其发光效率(流明效率)已经超过白炽灯。白光LED的光效超过100 lm/W并达到200lm/W(可以完全取代现有的照明设备)可望在不久的将来即可实现。 关键技术 光源 目前制造白光LED的方法主要有两种 ： 一种是利用黄色荧光粉将蓝光LED所发的蓝光转换成双波长的白光。其中基于荧光粉的白光产生方法因其生产过程和封装技术均较简单，成本相对更低，所以是目前主流白光LED生产技术。但荧光粉作用会引入额外的时间延迟，直接影响LED光的上升和下降时间，最后将导致LED的调制带宽下降。 关键技术 光源 目前制造白光LED的方法主要有两种 ： 另一种方法是将红光(波长约 626nm)、绿光(波长约 525nm)和蓝光(波长约 470nm)按照一定的比例结合，合成白光(或者其他颜色光)。 关键技术 调制解调技术 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，以下将对目前可见光通信系统中的调制进行简要介绍。 开关键控 脉冲位置 调制 子载波脉冲 位置调制 差分脉冲 位置调制 变脉冲 位置调制 正交频分 复用 关键技术 调制解调技术 开关键控 开关键控(On-Off Keying，OOK)属数字基带调制方式，按照控制方式的差异，可细分成非归零开关键控(Non-Reture-to-Zero OOK，NRZ-OOK)和归零开关键控 (Reture-to-Zero OOK，RZ-OOK)。下图 给出了NRZ-OOK和RZ-OOK的调制波形，NRZ-OOK光源开启表示“1”，光源关闭表示“0”。而RZ-OOK则