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工业技术创新
第06卷第04期2019年8月Vol.06No.04Aug.2019
汪弈舟，等：一种改善室内可见光通信频闪效应的设计与实现
IndustrialTechnologyInnovation
一种改善室内可见光通信频闪效应的设计与实现
汪弈舟，黄明，张轩，陈辰，靳兴坤，李国诚
（北方工业大学，北京100144）
摘要：在无线通信领域中，可见光通信技术凭借其独有的安全性和不受强电磁干扰的特性，
被越来越广泛地应用于飞机、高铁、医院、高压电网等特定领域。但在室内有人环境，利用照
明LED实现的可见光通信过程中，数据源序列01不均匀会导致LED发生闪烁，引发人眼甚至人
体不适的频闪效应。提出一种基于8B/10B的数据链路层编码解决方案，使用VerilogHDL语言仿
真编程，以FPGA实现数据编码串行输出，通过对输出数据做FFT频谱分析，查验编码输出数据
的频谱分布，明显避开了对人体有不良生理反应的频闪效应范围，符合国际标准IEEEStd1789-
2015。设计方案实现简便、效果优良。
关键词：室内可见光通信；频闪效应；8B/10B编码；FFT
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：2095-8412(2019)04-061-05
工业技术创新URL:http://DOI:10.14103/j.issn.2095-8412.2019.04.011
引言以最为简单的OOK调制方式为例，由于LED的
在无线通信领域中，室内可见光通信技术的主响应时间非常短，当电信号是高电位时，LED被点
要特点是既可以用于照明又可以用于通信。频闪亮；当电信号是低电位时，LED被熄灭。若是通信
效应是指照明产品的光输出对视觉呈现出周期性波过程中传输的比特序列中0、1分布是均匀的，由于
动的现象。大量的研究表明：光源的频闪会引起偏通信速率一般远远大于Kbps级，所以当电信号高速
头痛、头痛、自闭症、视觉疲劳与不适等神经学疾切换时，LED在以远高于频闪效应的频率闪烁。若
[1]编码后的比特序列不均匀，必然会出现高低电位变
病，甚至会使人眼造成错觉，引发事故。
照明产品的频闪问题与使用环境、人体健康、化，导致LED在发送信息时产生明显的明暗变化，
安全有深切的关联，已经得到了国际社会的广泛关也就是频闪现象。
注。为解决室内可见光通信产品出现不可接受的频通常，频率在80Hz以下的闪烁现象是大多数人
闪现象，本课题旨在对室内可见光通信系统频闪效眼可以察觉的，称之为频闪。对于80Hz以上的闪
应进行研究，并提出行之有效的解决方案。烁现象，人眼是不容易发觉的，但却可通过间接的
1室内可见光通信中的频闪效应方式观察到，且对人眼的空间感知仍然有较大的影
1.1频闪效应产生原因响，称之为频闪效应。
室内可见光通信以白光LED作为光源，可以在1.2频闪效应的评价标准
用作照明设备的同时进行通信。在通信过程中，采用IEEE推荐的闪烁评价方法[2]。IEEEStd
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