可见光通信 数字通信文献综述
可见光通信技术论文可见光通信技术
可见光通信技术论文可见光通信技术可见光通信系统具有十分广阔的应用前景。
下面是为大家精心推荐的可见光通信技术论文,希望能够对您有所帮助。
室内LED可见光通信技术分析摘要:本文主要分析了LED可见光通信的基本原理及尖键技术,然后就LED可见光通信的未来应用进行展望,以期促进LED可见光通信技术的发展与完善。
矢键词:室内LED;可见光通信;应用展望:TN929 : ALED可见光通信系统具有十分广阔的应用前景。
但当前LED可见光通信技术还不够成熟,距离商用还有一定差距,仍需要我们不断加强研究以进一步优化系统的各项性能。
一、室内LED可见光通信原理简介室内LED可见光通信的基本原理是利用灯光的“明”和“暗”来分别表示数字信号“ 0”和“ 1”,然后将广播、图像、音频、影像等待发射的信息调制后加载到LED灯光上,通过LED灯光的高频闪烁将信号传送出去。
由于LED向应速度极快,不会对人眼造成影响,因此能够在正常照明的同时实现无线通信功能。
在信号接收端一般设置有光电探测元件,可以对接收到的可见光信号进行放大和解调处理,进而将其重新还原成广播、音频、影像等信号。
二、室内LED可见光通信的矢键技术1.光源布局一般情况下,光源布局要考虑两点:一是组成阵列光源的内部LED灯的数量及排列方式;二是整个室内LED光源的分布。
在室内光源设计中,为满足国际照明标准,通常将LED光源设计为白光LED阵列形式,构成各LED 阵列的LED个数由LED间隔大小决定,而间隔大小需要综合考虑中心区域的光强度。
在LED排列问题上,则要充分考虑信号接收面的照度要求与光强分布。
同时在设计LED数量及排列时,还要考虑码间串扰问题。
为提高通信质量,还应结合房间大小及内部设施陈列,尽量使室内同一水平面上的光功率保持一致,防止出现通信死角。
此外,考虑到行人、设施等造成的遮挡,不可避免地会产生一些阴影区,对此可通过增加光源数量来减少阴影效应,但过多的光路径又会引发严重的码间干扰,因此根据室内实际情况科学设计LED阵列光源是提高通信效果的尖键。
可见光通信技术新一代高速数据传输
可见光通信技术新一代高速数据传输随着信息技术的快速发展,人们日常生活中对高速、稳定的数据传输需求不断增加。
而在广泛使用的无线通信技术中,可见光通信技术被认为是新一代高速数据传输的关键技术之一。
可见光通信技术利用可见光的传输特性,将信息编码成光信号,通过光的传输进行数据传输。
本文将重点介绍可见光通信技术的特点、应用以及未来发展。
可见光通信技术是利用可见光作为传输媒介的一种无线通信技术。
可见光通信技术具有以下几个特点。
首先,可见光通信技术具有广泛的应用场景。
无线通信技术通常使用的频段受到限制,在高密度信号区域,无线电频段可能很容易出现干扰。
但是,可见光通信技术的传输频率位于可见光频段,不会受到无线电频段的干扰,因此可见光通信技术在高密度信号区域具有明显的优势。
此外,可见光通信技术也可以应用于狭窄、有线电波无法覆盖的地方,如水下通信、太空通信等领域。
其次,可见光通信技术的传输速度非常高。
光信号的频带宽度很大,可以提供较高的传输速度。
一般来说,可见光通信技术的传输速度可以达到 10 Gbps 甚至更高。
相对于现有的无线通信技术,可见光通信技术能够提供更快的数据传输速度,满足人们对高速数据传输的需求。
另外,可见光通信技术还具有较低的功耗和较低的辐射强度。
可见光通信技术主要利用 LED 灯进行数据传输,而 LED 灯的功耗相比传统的光纤通信较低。
此外,可见光通信技术的辐射强度较低,对人体健康没有显著的危害。
因此,可见光通信技术在实际应用中更加安全可靠。
可见光通信技术在实际应用中具有广泛的前景。
以室内灯具为例,传统的室内灯具仅用于照明,而可见光通信技术可以使灯具不仅仅用于照明,还能作为数据传输的设备。
通过灯具传输数据,不仅可以提供高速的互联网接入服务,还可以用于室内定位、环境监测等应用。
此外,可见光通信技术还可以应用于车辆通信、机器人通信、智能家居等领域,为人们的生活提供更加智能化的服务。
未来,可见光通信技术还面临一些挑战和发展机遇。
室内可见光通信技术的研究
室内可见光通信技术的研究在近几年来,随着社会信息时代的发展,可见光通信技术作为一种新型的信息技术,也取得了显著的成果。
这种新型的技术是利用电磁技术,结合网络信息化特点发展而来。
目前人们逐渐增加对这项技术进行研究和使用,也说明这种技术得到了更多人的认可。
由于这项技术属于正在发展和研发的项目之一,其中的技术研究也逐渐显出能源的优势。
近年来科研人员将工作重心投入到技术的创新和改革方面,室内可见光通信技术的发展水平也取得了很大的提高,文章主要对室内可见光通信技术的国内外发展现状和室内可见光通信技术研究进行了简要分析。
标签:室内可见光;通信技术;研究分析Abstract:In recent years,with the development of the social information age,visible light communication technology,as a new information technology,has also achieved remarkable results. This new technology is developed by the use of electromagnetic technology,and comes from the combination with the characteristics of network information. At present,people are gradually increasing the research and use of this technology,which also shows that the technology has been recognized by more people. As this technology is one of the projects under development and development,technological research in it is also gradually showing the advantages of energy. In recent years,researchers have devoted their efforts to technological innovation and reform,and the level of development of indoor visible light communication technology has also been greatly improved. This paper mainly analyzes the development of indoor visible light communication technology at home and abroad and the research of indoor visible light communication technology.Keywords:indoor visible light;communication technology;research and analysis前言室内可见光通信技术,各国的发展水平存在很大的差异,尤其是在发展中国家和发达国家之间的差异,我国的经济发展水平在最近几年取得了飞速的发展,这使得各项技术得到了革新也越趋成熟,室内装修行业和灯光设计企业也引进了这项技术,并在原有基础上进行了改良和创新。
可见光通信的研究与发展
可见光通信的研究与发展费海荣【摘要】可见光通信是一种新型的无线通信技术.传统的无线通信技术例如蓝牙、WiFi等采用射频信号传输数据信息,而可见光通信在发射端采用白光发光二极管作为光源,在接收端采用光电传感器作为检测器进行数据传输.本文全面分析了可见光通信的优势,列举了可见光通信技术在国内外的应用研究与发展,并给出了目前可见光通信发展中面临的一些挑战.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(034)015【总页数】4页(P11-14)【关键词】可见光通信;智能交通;室内定位;无线接入【作者】费海荣【作者单位】南京邮电大学通信与信息工程学院,江苏南京210003【正文语种】中文【中图分类】TN929.1自从高亮度的白光发光二极管(LightEmitting Diode,LED)面世后,随着光效的提高,白光LED越来越多地被用作有效光源取代白炽灯泡和荧光灯。
与传统的照明器件相比,白光LED具有功耗低、使用寿命长、尺寸小、绿色环保等优点。
另外,白光LED具有非常高的响应灵敏度,因此可以采用LED进行高速数据通信[1]。
可见光通信(Visible Light Communication,VLC)同时具有照明和通信的优势。
随着LED在交通、室内照明和传感技术等不同领域的广泛应用,LED可见光通信有望成为无处不在的通信手段,被认为是极具发展潜力和应用前景的技术[2]。
当然,目前的可见光通信技术的发展还面临着一些挑战。
图1是可见光通信系统的典型系统组成框图。
从图中可知可见光通信系统包括上行链路和下行链路两部分。
下行链路包括白光LED发送阵列和终端发送接收机的接收部分。
白光LED阵列发出的已调光以很大的发射角度往空间的各个方向传播,但是由于LED光源个数比较多,因而在发射机和接收机之间会存在多条不同的传播光路,接收机会收到来自不同光源的信号。
来自视距路径(Line Of Sight,LOS)和非视距路径(Non-Line Of Sight,NLOS)的不同的光路到达接收端会产生一个时间差,这个时间差将会引起码间干扰(inter-symbol interference,ISI)。
数字通信文献综述资料
数字通信文献综述——时域均衡班级:姓名:学号:时域均衡一、均衡的基本概念数字通信系统中,由于多径传输、信道衰减等影响,在接收端会产生严重的码间串扰,增大误码率。
为了克服码间干扰,提高系统的性能,在接收端需要采用均衡技术。
均衡分为两种方式,一是频域均衡,二是时域均衡。
所谓频域均衡,利用可调滤波器的频率特性去补偿基带系统的频率特性,使包括均衡器在内的整个系统的总传输函数满足无失真传输条件。
而时域均衡则是利用均衡器产生的响应波形去补偿已畸形的波形,使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰的条件。
目前数字基带传输系统中主要采用时域均衡。
二、时域均衡原理(一)、可用下图所示的传输模型来简单说明。
上图中,不满足式( 4-27 )的无码间串扰条件时,其输出信号将存在码间串扰。
为此,在之后插入一个称之为横向滤波器的可调滤波器,形成新的总传输函数,表示为( 4-47 )显然,只要满足式( 4-27 ),即则抽样判决器输入端的信号将不含码间串扰,即这个包含在内的将可消除码间串扰。
这就是时域均衡的基本思想。
(二)、利用横截滤波器的时域均衡设在基带系统接收滤波器与判决器之间插入一个具有个抽头的,如图 4-25 ( a )所示。
它的输入为,是被均衡的对象。
若该有限长横向滤波器的单位冲击响应为,相应的频率特性为,则( 4-52 )( 4-53 )下面我们考察该横向滤波器的输出的波形。
因为是输入与冲激响应的卷积,故利用为冲激序列的特点,可得( 4-54 )图有限长横向滤波器于是在抽样时刻有简写为上式说明,均衡器在第抽样时刻得到的样值,将由个与的乘积之和来确定。
但是,借助横向滤波器实现均衡是可能的,并且只要用无限长的横向滤波器,就能做到消除码间串扰的影响。
然而,使横向滤波器的抽头无限多是不现实的,大多情况下也是不必要的。
因为实际信道往往仅是一个码元脉冲波形对邻近的少数几个码元产生串扰,故实际上只要有一、二十个抽头的滤波器就可以了。
光通信历史与发展研究综述
光通信历史与发展研究综述
光通信是一种利用光信号传输信息的技术,随着科技的发展和人类对通信需求的不断提升,光通信成为了一个重要的研究领域。
本篇文章将综述光通信的历史与发展,以及未来可能的发展方向。
光通信的发展可以追溯到19世纪初,当时科学家就已经开始研究光的物理特性以及利用光传输信息的可能性。
但直到20世纪70年代,半导体激光器和光纤传输技术的发明才真正推动了光通信技术的发展。
在20世纪末和21世纪初,光通信技术逐渐成为了一个热门的研究领域。
2009年,欧洲联合通信公司和英国电信公司成功实现了1.4Tbps的光通信传输实验,创造了当时的世界纪录。
2014年,日本NTT实现了12 Tbps的光通信传输实验,再次突破了纪录。
在光通信技术的不断发展中,光传输速率的提高是一个重要的方向。
当前,已经出现了40Gbps、100Gbps、400Gbps等速率的光通信系统。
同时,也在研究可扩展性更高、传输速率更快的技术,例如多输入多输出技术(MIMO)、均衡光增强器(EDFA)等。
除了传输速率的提高,光通信技术的应用也日益广泛。
当前,光通信已经被广泛应用于互联网、数据中心、无线通信、医疗等领域。
其中,随着5G无线通信技术的发展,光无线一体化(OWC)技术的应用也越来越广泛。
未来发展方向上,光通信技术将会继续向高速、低成本、可靠性等方面发展。
其中,基于人工智能的光通信系统、光子计算等技术将会成为光通信研究的新热点。
总之,随着科技不断发展,光通信技术也将会不断更新换代,不断推动通信产业的发展。
可见光通信 数字通信文献综述
数字通信文献综述:可见光通信的关键技术和应用第1章可见光通信概述一、背景和概念光通信的发展最初是从可见光通信开始的,比如旗语以及古代军事上的烽火狼烟都可以看做是可见光通信的最原始形式,但是在现代通信中,由于缺乏实用的光源和高信道衰落,所以在光纤出现后,发展方向迅速转向光纤通信。
本世纪初,随着短路无线通信的兴起和基于固态新型照明的大功率LED的不断发展,人们提出了可见光通信(Visible Light Communication,VLC),VLC的理论基础在于通过让LED 通/断切换的足够快以至于人眼无法分辨从而来传输数据。
在足够先进的技术支持下。
每种新的LED灯也能以有线方式接入网络,是室内任何设备实现无所不在的无线通信,并且不增加已经拥挤不堪的射频带宽负担,形成了新的短距光无线通信的应用。
白光LED具有功耗低、使用寿命长、尺寸小、绿色环保等优点,特别是其响应灵敏度非常高,因此可以用来进行超高速数据通信。
利用这种技术做成的系统能够覆盖灯光达到的范围,接收设备不需要电线连接,与传统的射频通信和FSO相比,VLC具有发射功率高、无电磁干扰、节约能源等优点,在VLC系统中,白光LED具有通信与照明的双重作用,这是因为白光LED的亮度很高,且调制速率非常高,人的眼睛完全感觉不到光的闪烁,因而VLC技术具有极大的发展前景,已引起人们的广泛关注和研究。
二、主要发展过程2000年,日本庆应大学的Tanaka等人和SONY计算机科学研究所的Haruyama提出利用LED灯作为通信基站进行信息无线传输的室内通信系统。
2002年,Tanaka和Komine等人对LED可见光通信系统展开了具体分析,并于同年正式提出了一套结合电力线载波通信和LED可见光通信的数据传输系统。
2008年,在东京国际电子展上,日本太阳诱电公司向全世界首次现场展出了白光LED的通信系统,当时,它的最大传输距离仅20cm。
2009年,牛津大学的Brien等人利用均衡技术实现了100 Mbit/s的通信速率,并与次年展出了室内可见光通信演示系统,利用16个白光LED通信,完成了4路高清视频实时广播。
可见光通信技术研究报告
可见光通信技术研究报告摘要:本文对可见光通信技术进行了研究和分析。
首先介绍了可见光通信技术的基本原理和发展历程,接着讨论了其在室内通信、无线通信和数据传输等领域的应用。
进一步,探讨了可见光通信技术的优势和挑战,并提出了未来发展的方向和潜在应用场景。
1. 引言可见光通信技术是一种基于可见光波段的无线通信技术,利用可见光的特性进行信息传输。
随着LED技术的快速发展和智能化应用的兴起,可见光通信技术逐渐引起了广泛关注。
本节将介绍可见光通信技术的基本原理和发展历程。
2. 可见光通信技术的基本原理可见光通信技术利用可见光波段的光信号进行数据传输。
它基于光的调制和解调技术,通过改变光的亮度或频率来传输二进制数据。
具体而言,发送端将电信号转换为光信号,接收端将光信号转换为电信号。
这种通信方式可以利用现有的照明设备,无需额外的设备成本。
3. 可见光通信技术的应用可见光通信技术在室内通信、无线通信和数据传输等领域具有广泛的应用前景。
3.1 室内通信可见光通信技术可以利用室内的照明设备进行数据传输,实现室内定位、室内导航和室内通信等功能。
相比传统的无线通信技术,可见光通信技术具有更高的安全性和抗干扰能力。
3.2 无线通信可见光通信技术可以作为无线通信的一种补充,提供更高的带宽和更低的功耗。
它可以应用于高密度的无线通信场景,如机场、体育场馆和会议室等,以满足用户对大数据传输和高速通信的需求。
3.3 数据传输可见光通信技术可以用于数据传输,特别是在无线传感器网络和物联网等领域。
通过利用可见光通信技术,可以实现低功耗、高速率和安全的数据传输,为各种应用场景提供支持。
4. 可见光通信技术的优势和挑战可见光通信技术相比传统的无线通信技术具有一些明显的优势,如高带宽、低功耗和高安全性。
然而,它也面临着一些挑战,如传输距离受限、光线衰减和多径效应等。
为了进一步推动可见光通信技术的发展,需要解决这些挑战并提出相应的解决方案。
5. 可见光通信技术的未来发展和应用场景可见光通信技术在未来有着广阔的发展前景。
可见光通信技术的研究与发展
可见光通信技术的研究与发展随着信息技术的不断发展,可见光通信技术逐渐进入人们的视线。
可见光通信技术,又称为LiFi技术,是一种基于可见光通信原理,利用LED灯作为通信载体进行数据传输的新型通信技术。
相对于传统的无线通信技术,LiFi技术优势明显,其通信速度更快,安全性更高,环保性更好。
在未来的智能化时代,LiFi技术有望成为人们日常生活中的重要通信方式。
一、LiFi的基本原理LiFi技术的基本原理是通过LED灯作为通信载体进行数据传输。
LED灯是一种发光二极管,具有广泛的应用场景,其发光的频率范围在400-800THz之间,完全处于可见光谱范围内,这使得其成为LiFi技术的理想载体。
在LiFi技术中,数据通过LED灯产生的光信号进行传输。
当LED灯亮起来时,其发出的光信号可以被设备接收器捕捉到,接收器将光信号转换成数字信号并进行译码,进而实现数据传输。
与Wi-Fi技术相比,LiFi技术有着更快的传输速度和更高的安全性。
因为LiFi技术的传输速度可以达到Gbps级别,较常见的Wi-Fi技术传输速度快了近百倍。
而且,由于LiFi技术的光信号只能在传输端和接收端直接可见,因此相对于Wi-Fi技术容易被黑客攻击的缺陷,LiFi技术更加安全可靠。
二、LiFi的研究热点随着LiFi技术的问世,越来越多的研究机构开始投入到这一领域的研究当中。
目前,与LiFi技术相关的研究方向主要集中在以下几个方面:1. 光通信控制技术的研发光通信技术具有高速传输、低功耗等特点,但光具有易反射、易散射等环境影响,因此如何通过调制、编解码等技术手段对光进行更好的控制成为研究的重点。
为此,研究人员致力于探索更加先进的光通信控制技术,以提高LiFi技术的性能和可靠性。
2. LiFi技术与5G技术的结合LiFi技术和5G技术都是未来通信技术中非常重要的方向。
结合两者有机融合,可以形成更加完善高效的通信技术生态。
研究人员致力于探索如何将LiFi技术与5G技术无缝整合,以期实现更加完善的通信服务。
通信类文献总结范文
摘要:随着信息技术的飞速发展,5G通信技术已成为通信领域的研究热点。
本文对5G通信技术的基本原理、关键技术及其在物联网中的应用进行了综述,旨在为相关领域的研究提供参考。
一、5G通信技术的基本原理5G通信技术是第五代移动通信技术,其峰值理论传输速度可达20Gbps,比4G网络的传输速度快数百倍。
5G通信技术基于OFDM(正交频分复用)技术,采用更宽的频谱带宽、更高的数据传输速率、更低的延迟、更高的连接密度和更广泛的覆盖范围等特点。
二、5G通信技术的关键技术1. 新的频谱资源:5G通信技术采用更高频率的频谱资源,如毫米波频段,以满足更大带宽的需求。
2. 增强型多输入多输出(MIMO):通过增加天线数量,提高信号传输的稳定性和抗干扰能力。
3. 波束赋形:根据用户的位置和需求,动态调整天线波束的方向,提高频谱利用率和覆盖范围。
4. 全双工通信:实现双向通信,提高频谱利用率。
5. 网络切片:将网络资源划分为多个虚拟网络,满足不同应用场景的需求。
6. 边缘计算:将数据处理任务从云端转移到边缘节点,降低延迟,提高响应速度。
三、5G通信技术在物联网中的应用1. 智能家居:5G通信技术为智能家居提供了高速、低延迟的网络环境,实现家庭设备的互联互通,提高居住舒适度。
2. 智能交通:5G通信技术可应用于智能交通系统,实现车联网、自动驾驶等功能,提高道路通行效率和安全性。
3. 智能医疗:5G通信技术可应用于远程医疗、医疗影像传输等领域,实现医疗资源的优化配置和高效利用。
4. 工业互联网:5G通信技术可应用于工业生产、设备维护等领域,实现工业设备的智能化、网络化,提高生产效率和产品质量。
5. 农业物联网:5G通信技术可应用于农业自动化、精准农业等领域,提高农业生产效率和资源利用率。
四、总结5G通信技术作为新一代移动通信技术,具有广泛的应用前景。
本文对5G通信技术的基本原理、关键技术及其在物联网中的应用进行了综述,为相关领域的研究提供了有益的参考。
可见光通信技术的研究与应用
可见光通信技术的研究与应用随着物联网时代的到来,人们对通信技术的需求越来越高,而可见光通信技术则成为了一个备受关注的领域。
它不仅可以提供安全可靠的数据传输,还能够做到省电环保,成为了未来通信技术的一种重要发展方向。
下面就为大家来介绍一下可见光通信技术的研究与应用。
一、可见光通信技术的基本原理和特点可见光通信是指利用可见光来进行无线数据通信的技术。
在可见光通信中,发射端通过LED光源将数据转换成光信号,然后通过LED光源所发出的光波,对接收端进行数据传输。
可见光通信主要工作在光谱短波段范围内,使用的是红、绿、蓝三种颜色的光波,具有频带宽度大,数据传输速率高,无干扰波等优点。
与传统的无线通信相比,可见光通信具有以下几个特点:1. 安全性高:可见光通信不像无线电通信那样容易受到窃听和干扰。
因为可见光只能在视线范围内传输,不能穿透墙壁等障碍物。
2. 环保节能:可见光通信通过利用LED光源,比较省电且对环境没有污染。
3. 多任务传输:通过多个LED光源同时发射光信号,可见光通信可以实现多任务传输,提高了数据传输效率。
二、可见光通信技术的应用领域1. 家庭场景在家庭场景中,可见光通信可以作为智能家居系统中的一个重要组成部分。
通过搭载在各个家具或其他家居设备上的LED光源,实现不同设备之间的联通与数据传输。
例如通过可见光通信技术,可以实现舒适温馨的家居照明,同时接收智能家居系统的各种信息,控制家庭电器的开关灯。
2. 公共场所在一些公共场所,节能与环保成为了现代社会所重视的问题,对此可见光通信技术正好可以满足需要。
例如在大型展会会场中,通过可见光通信技术,可实现会场内的光联网,使会场中的各种信息互相联动,节省了大量电能,同时使会场更加安全可靠。
3. 车联网领域在车联网领域,可见光通信可以通过在车内安装LED光源,实现车内各种设备之间的数据传输,比如可见光通信可以在车内通过对手机进行数据传输,调节车内温度,控制车辆方向盘等等。
可见光通信及其关键技术研究
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基于可见光通信的车联网系统研究进展
基于可见光通信的车联网系统研究进展【摘要】可见光通信是基于无线通信技术,既能通信又能照明的一种通信方式。
由于可见光无电磁辐射,不伤害人体,发射功率高等优点,可见光通信成了近年来研究的热点。
可见光通信的应用场景很多,其中包括智能交通系统,车联网通信系统是智能交通系统中的关键部分。
本论文综述了可见光通信技术概述,可见光通信车联网系统原理分析,以及可见光通信车联网系统关键技术。
【关键词】可见光通信;车联网;系统一、可见光通信技术概述可见光通信(Visual Light Communication,VLC)是基于白色发光二极管LED环保照明光源的一种新兴的无线通信技术,照明和通信二者兼顾,除此之外,还具有对人体无害、发射功率无限制等优势,可见光通信具有广阔的应用场景,是近年来研究的热点。
(一)可见光通信原理由于LED器件具有易调制、切换速度快等特点,可见光通信技术是在发送端利用LED器件调制,利用改变LED发光光源的发光强度,将要传输的电信号加载到光载波上,发射到空气中继续传输,接收端利用光电检测器件将光载波信号转换为电信号,最后经过解调器将电信号恢复出最原始的数据。
(二)可见光通信技术的特点与射频无线通信相比,因为射频发射出的频率很高,有辐射,对人体有害,且在一些特定医院、飞机等应用场景是无法使用射频通信的。
可见光通信没有射频无线通信的高频辐射,不会伤害人体,且只要有光就能通信,应用场景不受限制。
与红外无线通信相比,红外线发射对人眼有害,红外线发射功率有限,发射距离短,传输速率低。
所以与其他无线通信相比,可见光通信具有以下特点:(1)可见光通信无电磁辐射;(2)可见光通信经调制后发射功率高;(3)只要有光就可以进行通信,不存在通信盲区,应用场景广泛;(4)不需要无线电频谱认证。
故可见光通信技术具有很大的发展前景,受到了广泛的关注和大量的研究[1-4]。
二、可见光通信车联网系统原理分析可见光通信具有广泛的应用场景,其中应用在智能交通系统是研究的热点之一,车联网通信系统是智能交通系统中的关键部分,下面分析可見光通信车联网系统的原理。
可见光通信技术综述
可见光通信技术综述
易利
【期刊名称】《《数码设计.CG WORLD》》
【年(卷),期】2018(007)002
【摘要】可见光通信(Visible Light Communication,VLC)技术是利用发光二极管(Light Emitting Diodes,LEDs)作为信号发射器,并同时提供照明和通信双重功能的一种新兴的光无线通信技术。
它的基本原理是,利用LED光源具有高速的开关切换特点,通过控制LED的驱动电流来完成对光信号的调制,同时,在接收端通过光电二极管来将光信号转化为电信号,从而可以完成信息的传输。
本文利用专利库和论文库对可见光通信技术进行了数据分析,了解相关领域的技术分类,并对其技术演进、核心的技术分支、以及专利申请情况进行了介绍,归纳出了关键技术、重要申请人和重点专利,为行业发展提供参考。
【总页数】2页(P261-262)
【作者】易利
【作者单位】[1]国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心四川成都610000【正文语种】中文
【中图分类】X703
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3.可见光通信技术支持下的电子密码锁系统与系统加密技术 [J], 符安文
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5.共享LED数字化时代共议可见光通信技术发展中国可见光通信产业技术创新战略联盟成立大会暨可见光通信技术及产业发展论坛侧记 [J], 翟万江
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可见光通信技术发展现状与展望
运营探讨可见光通信技术发展现状与展望江辉明(中通服咨询设计研究院有限公司,江苏的可见光通信技术,了解其系统构造、发展现状以及发展趋势等,对促进可见光通信技术的创新与升级具有较高的现实意义。
在此根据高速LED 及系统的使用和发展情况,并着重分析阻碍高速LED 可见光发展的因素。
其中,频率响应问题、蓝光效率问题以及大规模无线接入问题是几项具有研究价值的重点问题。
我国科研人员仍需不断完善和优化系统构造和性能,以推动可见光通信技术朝着更加智能化和数字化的方向发展。
可见光通信技术;频率响应;蓝光效率;大规模无线接入Development Status and Prospect of Visible Light Communication TechnologyJIANG HuimingZhongtong Service Consulting Design & Research Institute Co.innovation and upgrade of necessary to deeply analyze and explore the visible light communication technology based on LED 07-26江辉明(1980-),男,江西宜春人,硕士,副高级工程师,主要研究方向为光传输网络规划设计。
LED发射光源发射模块LED可见光传输LED接收接收模块IQ 数据编码调制预均衡解码解调后均衡基带解码数据解调ADPhase ADPIN图1 可见光通信系统架构可见光信号进入自由空间信道后,继续完成传一种为室内信道,前者可保证光信号传输的稳定性,容易受到外界因素的影响。
可见光传输多以直射方式达到接收端间,漫射信号和散射信号的数量较少。
在经过自由空间信道之后,可可见光信号以直射路径达到光电探测装置,但增加信号信噪比等,会通过加设聚光透镜等设备以满足实际的聚焦要求。
可见光通信系统资料总结
几种室内可见光通信定位系统方案的理论精度分析(1)可见光通信定位系统的研究意义:由于GPS不能应用在室内环境中,所以许多关于在建筑物内部的定位技术被提了出来。
例如RF-ID,WLAN及infrare 等。
在这些室内定位技术中,VLC定位有更高的精度。
据报道,在VLC定位系统中能够达到厘米级的精度。
与此同时,VLC技术还有许多其他的优点。
第一:光学信号中没有电磁干扰,在一些特殊的地方很有帮助,如医院,军事基地,飞机等。
第二:在不远的将来,LED灯作为指示灯可能成为基本的照明源,用于VLC定位系统时没有必要建立附加设施,所以VLC系统的成本比较低。
三,可见光信号无辐射,不会危害人体健康。
最后,该光信号无法绕过不透明障碍,使所发送的信息不容易被捕获。
所以我们认为基于白光照明LED 的VLC系统将在定位的应用中起重要作用。
(2)研究要点:作了关于VLC定位系统的理论精度极限方面的分析。
借鉴了射频无线信号中分析理论精度的方法Cramer- Raobound,即任何无偏估计量的方差的下限。
(3 )四种定位方案及原理:假设条件:LED灯符合朗伯模型,并且每只LED灯的信号为不同的强度调制频率。
这里采用石膏墙,在这种场景中,多径反射对CRB勺影响很小,因此只考虑LOS 环境。
经光电转换之后,接收到的电信号为r(t)二二x(t - ) n(t)其中a是光信道的衰减,•代表信号从发射到接收所需要的时间,n(t)是光谱密度为%2的高斯噪声。
① RSSI:通过接收信号的强度来测量发射器和接收器之间的距离。
公式为:—R R COS 「cof2dA R R管的响应度,两个角度如图所示。
注:此种方法定位时至少需要3只LED 言号灯。
这里假设与LED 垂直的轴和 与接收器垂直的轴是平行的。
当室内的高度确定时,在测量平面上可以画出分别 以3个参考点为圆心,以每个参考点和被测点之间的距离为半径的三个圆,当系 统中没有噪声并且3只LED 灯完全符合朗伯模型时,三个圆会相交于一点,这个 点就是被测点。
可见光通信技术及其应用与专利现状
可见光通信技术及其应用与专利现状
姜丹;王继梅
【期刊名称】《中国科技信息》
【年(卷),期】2024()10
【摘要】可见光通信(VLC)是一种可以彻底改变未来的新型无线通信方式。
VLC可应用于室内无线通信、智能交通、智慧城市、仓库/机器人本地化、人类感知,医院、室内点对点的安全无危害数据接入通信以及车载通信等诸多应用领域,具有广泛的
应用前景。
各国企业和研发人员正是由于敏锐地意识到了可见光通信领域所蕴含的巨大应用前景和可观的商机,也纷纷加紧了在这一领域的研究步伐和申请专利的脚步,早早布局,争取在这场即将到来的通信革命中抢占先机,占有一席之地。
本文分别对可见光通信的基本原理、主要前沿技术、应用前景以及专利布局现状进行了阐述和分析,并提出了相关建议。
【总页数】4页(P41-44)
【作者】姜丹;王继梅
【作者单位】国防专利审查中心;国家知识产权局专利检索咨询中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN9
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数字通信文献综述:可见光通信的关键技术和应用第1章可见光通信概述一、背景和概念光通信的发展最初是从可见光通信开始的,比如旗语以及古代军事上的烽火狼烟都可以看做是可见光通信的最原始形式,但是在现代通信中,由于缺乏实用的光源和高信道衰落,所以在光纤出现后,发展方向迅速转向光纤通信。
本世纪初,随着短路无线通信的兴起和基于固态新型照明的大功率LED的不断发展,人们提出了可见光通信(Visible Light Communication,VLC),VLC的理论基础在于通过让LED 通/断切换的足够快以至于人眼无法分辨从而来传输数据。
在足够先进的技术支持下。
每种新的LED灯也能以有线方式接入网络,是室内任何设备实现无所不在的无线通信,并且不增加已经拥挤不堪的射频带宽负担,形成了新的短距光无线通信的应用。
白光LED具有功耗低、使用寿命长、尺寸小、绿色环保等优点,特别是其响应灵敏度非常高,因此可以用来进行超高速数据通信。
利用这种技术做成的系统能够覆盖灯光达到的范围,接收设备不需要电线连接,与传统的射频通信和FSO相比,VLC具有发射功率高、无电磁干扰、节约能源等优点,在VLC系统中,白光LED具有通信与照明的双重作用,这是因为白光LED的亮度很高,且调制速率非常高,人的眼睛完全感觉不到光的闪烁,因而VLC技术具有极大的发展前景,已引起人们的广泛关注和研究。
二、主要发展过程2000年,日本庆应大学的Tanaka等人和SONY计算机科学研究所的Haruyama提出利用LED灯作为通信基站进行信息无线传输的室内通信系统。
2002年,Tanaka和Komine等人对LED可见光通信系统展开了具体分析,并于同年正式提出了一套结合电力线载波通信和LED可见光通信的数据传输系统。
2008年,在东京国际电子展上,日本太阳诱电公司向全世界首次现场展出了白光LED的通信系统,当时,它的最大传输距离仅20cm。
2009年,牛津大学的Brien等人利用均衡技术实现了100 Mbit/s的通信速率,并与次年展出了室内可见光通信演示系统,利用16个白光LED通信,完成了4路高清视频实时广播。
2010年,德国 Fraunhofer Henrich Hertz Institute 实验室的科研人员将这一通信速率提高到513 Mbit/s,创造了当时可见光通信速率的世界纪录。
当时的可见光通信还不叫LiFi,而是VLC(Visible Light Communication)。
2011年,爱丁堡大学哈拉尔德哈斯教授演示了带有信号处理技术的LED灯泡如何将高清视频传输到电脑上,并将可见光通信命名为LiFi(Light Fidelity)。
2013年,来自英国多所高校的研究者们将LiFi的通信速率刷新到高达10Gb/s。
三、VLC的主要优缺点可见光通信与传统的无线网络相比,主要有以下优点:首先,传输速度更快。
当前实验室可见光通信实时传输速率已在米级距离上达到了每秒500兆比特,离线传输速率也已达到了每秒10比吉特。
也就是用LIFI技术下载一部1个G的电影,只需0.2秒的时间。
其次,绿色环爆因为不存在电磁干扰,因此辐射小,对人体无害。
此外,有光的地方就有网络的特点,让室内信号更加稳定,安全性能也更高,室内的网络电脑信息不会泄露到室外,在对电磁信号敏感的医院等环境中也能自由使用。
最后,照明的同时可以高速传输信息,让上网费用更加便宜。
可见光通信的缺点也是明显存在的:首先,因为VLC是依赖光的直线传播来传输信息的,所以当光被阻挡时,信号就会中断。
其次,移动终端可以从固定的光发射端接受信息,但数据信息的回传则不易实现。
第二章可见光通信的关键技术一、VLC系统构成VLC作为一种无线的光通信方式,其系统应该包括下行链路和上行链路两部分,链路包括发射和接收两部分。
发射部分主要包括将信号源信号转换成便于光信道传输的电信号的输入和处理电路、将电信号变化调制成光载波强度变化的LED可见光驱动调制电路,白光LED光源发出的已调制光以很大的发射角在空间中朝各个方向传播。
当在室内时,由于不受强背景光和天气的影响,光传播基本上不存在损耗。
但是由于LED光源个数较多,且具有较大的表面积,因而在发射机和接收机之间存在若干条不同的光路径,不同的光路径到达接收机的时间不同,将引起所谓的码间干扰(ISI)。
但是由于白光LED光源发出的是可见光,且发散角较大。
对人眼睛基本无害、无电磁波伤害等优点,因而发射端可以具有较大的发射功率,使得系统的可靠性大大提高。
接收部分主要包括能对信号光源实现最佳接收的光学系统、将光信号还原成电信号的光电探测器和前置放大电路、将电信号转换成可被终端识别的信号处理和输出电路。
室内的光信号被光电检测器转换为电信号,然后对电信号进行放大和处理,恢复成与发端一样的信号。
上行链路与下行链路的组成除了使用的光源不同外,其它基本一样。
上行链路采用的光源仍然由白光LED组成,只不过发射面积较小,且具有较小的发射角,天花板上安装的光电检测器接收来自用户的光信号。
若将上述基本结构在通信双方对称配置,就可以得到一个可以双向同时工作的全双工VLC系统,由该系统组成的网络称为可见光网络。
在VLC系统中,白光LED具有通信与照明的双重作用,这是因为白光LED的亮度很高,且调制速率非常高,人的眼睛完全感觉不到光的闪烁。
VLC系统大多设计成光强度调制/直接检测系统,采用曼彻斯特编码和00K调制方式。
在IM/DD系统中,由于存在多个光源,每个接收机都会接收到来自不同方向的光信号,因而不会因为某条光路径被遮挡而导致通信中断,保证了通信的可靠性。
二、VLC系统关键技术当前,LED可见光通信主要包括以下几个方面的关键技术:1)可见光信道研究可见光通信系统具有与红外无线通信不同的信道冲激响应,两者具有不同的特性,这两种系统中引起ISI的原因也不相同,需要对多光源、时变信道环境下的VLC系统的信道冲激响应和不同光路径引起的ISI作深入研究,从而解决ISI的影响。
2)码间干扰克服技术由于LED单元灯分布位置不同及大气信道中存在的粒子散射导致不同的传输延迟,光脉冲会在时间上延伸,每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内,产生码间干扰(ISI),导致系统性能恶化。
3)光源的选择与布局在室内可见光通信系统中,光源起着至关重要的作用。
作为照明设备,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。
实际系统中,由于各个房间的大小以及室内设施不尽相同,因而要使通信效果达到最优,须使房间内的光强分布大致不变,尽量避免通信盲区(光照射不到的区域)的出现。
要达到这个目的,必须根据不同的房闻,合理的安排LED灯的布局。
4)最佳LED照明灯个数在VLC系统中,通常安装在室内的LED灯具有一个较大的辐射角,以尽可能地覆盖整个房间。
但是由于行人、设备等的遮挡,会在接收机表面形成“阴影”,影响通信性能。
因此就需要将这种“阴影”的影响降至最低。
对于照明来讲,室内安装的照明灯越多,室内的亮度就越高,照明效果越好,同时接收功率也会大大增加。
但是单纯地增加LED灯的个数,虽然能够解决“阴影”问题,却并不能使系统的通信性能达到最佳。
这是因为,不同的光源与接收机之渊具有不同的光路径,多个不同的光路径会引起多径延迟产生码间干扰。
因而可知,LED灯的个数越多,ISI越严重,必须合理地选择LED灯的个数。
三、室内VLC系统室内无线光通信与室外无线光通信的不同点主要在于两者的信道不同:室内光通信通信的距离不会很远,一般在几米到十几米的范围内,这样可以采用发光二极管,但是要考虑室内房顶、墙壁、地面以及其他物品如桌子对光束的反射和吸收。
室外光通信主要是点对点通信,信号的传输距离较远,一般在百米以上,这样发射器就应该用光束扩散较小的激光器。
室内无线光通信系统的链路方式有很多种,但是主要根据以下两个特征进行区分:首先就是看发射机和接收机是否定向。
所谓定向,其实是一个角度问题。
对发射机来讲,如果其发射的光束发散角很小,发出光束近乎平行,则称其为定向发射机。
同样,如果接收机的视场角范围很小,则称其为定向接收机。
若发射机和接收机均为定向,接发两端对准时就建立了一条链路,这条链路就称为定向链路。
相反,非定向链路使用的是大角度的接收机和发射机。
还有一种链路混合了定向与非定向的特点,也就是说,发射机与接收机中一个是非定向的另一个是定向的,我们称之为混合链路。
其次看发射机与接收机之间是否存在未受干扰的视距LOS。
视距链接中接收机接收到的光除存在由发射机发出的大角度的光经其他物体反射回来的光外,还存在直接由发射机发射过来未经反射的光;而非视距间链接通常是发射机对着天花板发射光信号,接收机接收到的光信号中不存在直接从发射机射过来的光。
根据以上分析,可以将室内无线局域网的链路方式分为以下几种:定向式视距链路:混合式视距链路;非定向式视距链路;定向式漫反射链路;混合式非视距链路;非定向式漫反射链路。
其结构如图所示:两种链路比较比较内容定向视距链路非定向视距链路通信速率高中等对指向要求高低抗障碍物影响能力低高系统移动性低高光学系统复杂度低中等受背景光影响小大多径效应影响无有信道损耗低高由于室内可见光通信信道与红外无线通信信道非常相似,所以对可见光通信信道的研究可以参考红外无线通信信道,在红外无线通信系统中,不管是视距方式信道还是非视距方式信道,信道中红外线的发射及反射特性常用朗伯辐射源来近似。
由于光信号的反射、散射及背景光噪声的影响,红外无线数字信道中存在多径干扰,这是提高信道质量以及进行高速率应用时应解决的主要问题。
下图是室内无线光通信系统的脉冲响应为和h(t)的线性基带传输模型。
图中的信道是一个简单的线性基带传输系统,输入是发射光x(t),R是光电探测器的响应效率,h(t)是基带信道的脉冲响应,N(t)是加性白高斯噪声信号,在信号输出端得到的是光电流Y(t),其表达式为:Y(t)=RX(t)*h(t)+N(t)室内无线光传输信道的基带模型的脉冲响h(t)应经常用以下形式:∑=-=Nnnnntj ettath1) ()(θδ这里的an,tn,θn。
分别代表振幅,传输延迟和相位;N 是多径信道的径数。
使用冲击函数δ(t)作为系统的基本函数。
由上面可知光通信信道中的光噪声主要包含自然噪声太阳光及人为干扰荧光灯灯光等,可以在信息传输通道中加入光学滤光片、聚光镜等加以解决。
它们的作用包括整形、滤波、视场变换、频段划分等。
例如,可用透镜对发射光进行聚焦,利用光学滤光片滤除杂散光,利用透镜扩大光接收器的视场,还可利用光学元件进行链路的频分复用等。