基于白光LED可见光通信的研究现状及应用前景.docx

??

?

??

基于白光LED可见光通信的研究现状及应用前景

?

??

?

?

?

?

?

?

?

???

?

?

?

?

?

摘要：在过去的几年里，无线光通信领域的一项流行研究显示，可见的光学通信取得了重大突破。使用白光LED作为光源节省能量，使用高速光和暗光辐射来传递信息，同时也利用白光在室内的功能。本文详细描述了研究、关键技术、应用场景和白光光通信趋势的现状。

关键词：可见光通信；白光LED；光无线通信；研究现状；应用前景

1前言

自1997年LED出现以来，这项技术已经发展了10多年，并被广泛使用。与传统的白炽灯和荧光相比，白光二极管是新一代能源照明设备。这盏灯不仅效率高、寿命长、能源需求低、价格低，而且具有极好的调制品质和灵敏度。除了照明，LED还被用来传输高容量数据，将信号上传到宽带LED上。白光LED可以将照明与数据传输结合起来，促进可见的光学通信技术。

2白光LED可见光通信的现状

2.1国外研究现状

日本是第一个提出可见光通信概念并进行研究的国家。2000年，像田中这样的人提议使用白光LED，为室内无线网络提供照明，使用数字分析和模拟，证明白光LED具有同时照明和通信功能。2001年，他们分别使用K-RZ和OFDM进行计算机模拟。2002年，中川研究室的Fan和Komine分析了多对角线和阴影对通信性能的影响，并给出了相应的解决方案。Komine等人在2003年用自己有家庭电力线波浪线起义举起物种结合光学和输电线路去改写,同年他具体无线光学基础上计算数学和计算机建模提供基础上K调制的光学系统,数据传输速率达到020042005年400Mb/少Komine等着omet看到kahn的多源光源需要考虑hjchang的光，甚至由跨部门侦察引起接近chang的光，研究了反应、ISI和FOV等因素的关系。2006年，Sugiyama改进了SCI-PPM调制方法。

2.2国内研究现状

2006年，亚美尼亚大学成功地开发了白光LED通信系统。白LED通信系统于2010年在上海世博会上推出。2012年，中国成立了863和973个项目，研究光学通信的关键技术和广谱信号传输理论。2014年，中国光学通信行业的技术创新联盟成立。在技术方面，东南亚大学达到了500-100mbps，北京大学达到了200-200mb,noas信息工程大学达到了200-300mpps，新年大学达到了400-450mbp。2009年，中国科学院半导体研究所启动了通信技术研究，2014年达到0.6米和5.5mpp传输速度。据报道，2017年1月4日，信息工程师大学领导的国家计划863取得了重大突破，以及可见光学通信系统的技术研究和应用的关键项目。使用数百种平行光电乘法技术，实时可见光传输速率可以一次增加到50gbps，是目前国际社会报道的五倍。这相当于在0.2秒内下载一部高清电影。中国电科34所自2012年以来开始研究可见光学通信技术和基于照明的系统，在10多个国家申请专利，并深化和全面研究视觉信号处理技术。高速高清信号处理单元,看到成功的编制、声音和数据传输系统实时传输系统基础物种和物种和低密度高精度探测实验前进星座系统,基于双目测距和深度信息副本空间感知系统,波长物种光学接收器子系统,LED照明的同时发送和收到组件通信协议,在现实生活中，规范作为输入和输出(mima)是视觉检查系统，装备和等待。一些关键技术是在LiFi通信中开发的，并在安全的站点进行测试。主要的关键技术是直接调制LED/DD和直接检测技术，实现LEDIM/DD通信系统的传输频率高达20mb。

3白光LED可见光通信的关键技术

3.1解决LED的非线性效应

由于广泛使用的荧光场的带宽有限，振幅频率反应具有低频功能，而LED光能量转换也具有非线性。解决LED非线性效应是提高数据传输速度的关键因素之一。RUBLED目前在市场上以更高的调制频率出售，但成本更高，研究具有高线性和光电转换能力的新型LED是VLC的关键。

3.2完善VLC的MIMO模型

随着连接需求的急剧增长，传统的高调制程序将在未来面临挑战，而MIMO技术可能会在有限的频率上大大提高系统功率。在自由空间光通信中，大量的技术被忽略了。研究表明，在开放空间中传递光的空间成分可以消除大气湍流引起的衰变效应，而在室内没有由湍流引起的衰变效应，尤其是在I条件下，OS。因此，室内无线光纤被认为是非常相关的，数量较少。虽然大多数技术都依赖于与之无关的空间通道，但不清楚封闭空间内的光传输是否能提供足够低的相关性来实现MIM

3.3开发高灵敏度探测器

随着可见光学通信系统传输距离的增加，接收探测器的需求也在增加。目前，包括PIN和APD在内的硅光电探测器广泛使用，但这种类型的峰值波靠近红外波段，是商业红外探测器。