Li-Fi网络，一种新型的绿色通信技术.PDF

Li-Fi 网络，一种新型的绿色通信技术 ■ 迟楠 周盈君 上海复旦大学通信科学与工程系 1 引言 可 见 光 通 信 （V LC ，V is ible Lig ht Communication ），又名Lifi ，是一种利用LED 的 快速响应特性实现高速数据传输的新型绿色信息技 术。该技术利用LED 作为光源，在不影响正常照 明的前提下，可使照明设备具备“无线路由器”、“通 图 1 可见光通信系统结构框图 信基站”、 “网络接入点”等功能。基于LED 的 可见光通信不仅能够实现通信与照明的深度耦合， 的限制，为了提高白光LED 通信系统的传输速率， 借助照明灯光实现数据传输，还具有绿色环保、对 在发射端可以通过设计和采用高阶的调制编码技 人体安全无辐射、不受其他射频电磁波干扰和必威体育官网网址 术，来提高传输的频谱效率，从而实现高速传输。 性等优点，因此具有广泛的应用前景。典型的应用 承载着传输数据的光信号在自由空间中进行传 领域包括：（1 ）室内高速、绿色信息网络；（2 ） 输，通过接收机前端的透镜，聚焦到光电探测器上。 泛在三维定位系统；（3 ）医院、机舱、矿井、加 光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，对信 油站、油料库等敏感区域安全通信；（4 ）军用特 号进行解调制、解码等信号处理过程之后，恢复出 种信息网络；（5 ）泛在信息服务网络：博物馆讲解、 原始的发送信号。 超市导购、智能交通管控等功能。LED 照明的迅 速推广，使得可用于室内可见光通信的光源无处不 3 可见光调制技术 在。目前，通信领域已经掀起对可见光通信技术的 可见光通信系统中LED 的调制度很小，调制 研究热潮，研究者不停地提出新技术、新概念，如 带宽非常有限，目前商用LED 的3 dB 带宽只有几 可见光调制技术、可见光定位技术、可见光组网通 兆赫兹。为了提升系统的传输速率，除了从LED 信等，以促进可见光通信技术的成熟化和标准化。 结构，驱动电路设计上拓展其带宽之外，选择合适 的调制格式也是有效的重要途径之一。 串 插 2 可见光通信的系统构成 编 并 I 入 F 码 变 F C 时 信 并 T 移 换 P 基于LED 的可见光通信系统框图如图1所示， 钟 除 F 道 串 解 F 同 C T 均 变 码 该系统包括完整的发射、信道传输和接收部分。原 步 P 衡 换 始的二进制比特流经过预处理和编码调制之后，通 图 2 OFDM 调制解调流程框图 过驱动LED 来实现对LED 的强度调制，从而将电 OFDM (Orthogonal Frequency Division 信号转换为光信号。预处理，即预均衡，是为了补 Multiplexing ，正交频分复用) 是一种新型高效 偿器件、信道对信号带来的失真，通过采用预均衡 的编码技术，是多载波调制的一种，其调制解调流 技术可以提高LED 的调制带宽，提高传输速率。 程如图