16-赖俊-傅玉青-可见光通信概述
第10章可见光通信技术
10.2 可见光通信系统的组成
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。由于室内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)。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。
10.2 可见光通信系统的组成
该系统的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。该系统的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LC系统，由该系统 组成的网络称为可见光网络。
直到近几年，被誉为“绿色照明”的半导体(LED)照明 技术发展迅猛，利用半导体(LED)器件高速点灭的发光 响应特性，将信号调制到LED可见光上进行传输，使可 见光通信与LED照明相结合构建出LED照明和通信两用 基站灯，可为光通信提供一种全新的宽带接入方式。
10.1 可见光通信技术概述
可见光通信系统的工作原理
可见光通信系统的工作原理一、引言可见光通信系统是一种新兴的无线通信技术，利用可见光传输信息的原理，实现高速、安全、可靠的数据传输。
本文将深入探讨可见光通信系统的工作原理，包括组成部分、信号传输原理、应用场景等。
二、可见光通信系统的组成部分可见光通信系统主要由光源、调制器、传感器、接收器和处理器等组成。
2.1 光源光源是可见光通信系统的核心部件，主要负责产生可见光信号。
一般采用LED或激光二极管作为光源，具有较高的光效和调制速度。
2.2 调制器调制器将需要传输的数据信号转换为可见光信号，常见的调制方式有频闪调制、亮度调制和颜色调制等。
通过改变光的亮度、频率或颜色来传递信息。
2.3 传感器传感器用于接收环境中的光信号，并将其转换为电信号。
传感器的性能直接影响到整个系统的接收能力和传输速度。
2.4 接收器接收器接收传感器传输过来的电信号，并将其转化为原始数据信号。
接收器的性能对信号重构和解码起着至关重要的作用。
2.5 处理器处理器负责处理接收到的数据信号，进行解码和错误纠正等操作。
处理器的性能决定了系统的数据处理能力和速度。
三、可见光通信系统的信号传输原理可见光通信系统利用光信号传输信息，其主要传输原理是通过调制光信号来传递信息。
3.1 频闪调制频闪调制是可见光通信系统一种常见的调制方式，通过改变光源闪烁的频率来传输信息。
具体而言，高频率的闪烁表示二进制数字1，低频率的闪烁表示二进制数字0。
3.2 亮度调制亮度调制是通过改变光的亮度来传递信息。
亮度较高的光表示二进制数字1，亮度较低的光表示二进制数字0。
3.3 色彩调制色彩调制是通过改变光的颜色来传递信息。
可以使用不同的光源或带有不同颜色的滤光片来实现颜色的调制。
四、可见光通信系统的应用场景可见光通信系统在许多领域都有广泛的应用，包括室内通信、室内定位和环境监测等。
4.1 室内通信可见光通信系统可以用于室内无线通信，取代传统的Wi-Fi技术。
由于可见光通信系统在频谱资源和安全性方面的优势，它能够提供更高的通信速度和更可靠的数据传输。
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。
可见光通信原理
可见光通信原理可见光通信是一种利用可见光进行数据传输的技术，它是一种无线通信方式。
相比于传统的无线电通信，可见光通信具有更高的传输速率和更低的干扰性。
可见光通信利用光波的传输特性，将数据转换为光信号，通过光波的传输实现信息的传输。
本文将介绍可见光通信的原理，并讨论其应用前景。
一、光的传输特性光是一种电磁波，它被人眼所感知，具有特定的波长和频率。
人眼可见的光波长范围是380nm到740nm。
在这个范围内的光波传输受到大气、障碍物和干扰的影响较小，适合用于通信。
光的传输速度非常快，理论上光速可以达到每秒约30万公里。
由于速度快，可见光通信可以实现更高的传输速率，从而满足大量数据传输的需求。
二、可见光通信技术可见光通信技术主要包括发送端、传输介质和接收端三个部分。
1. 发送端发送端是通过将数据转换为可见光信号进行传输的装置。
最常见的发送装置是发光二极管(LED)。
LED具有高效、低功耗和寿命长的特点，非常适合用于可见光通信。
发送端将电子信号转换为光信号，并进行调制，以便可以在信号中携带数据。
2. 传输介质传输介质是可见光通信中的光波传播路径。
空气是最常见的传输介质，光可以在空气中传播一段距离。
此外，光可以通过光纤进行传输，光纤可以将光信号沿着纤芯传输到接收端。
3. 接收端接收端接收来自发送端的光信号，并将光信号转换为电信号，以便对数据进行处理。
接收端常用的装置是光电二极管或光传感器。
三、可见光通信的优势可见光通信相较于传统的无线通信有以下优势：1. 高速传输：光的传输速度非常快，可见光通信可以实现更高的传输速率，满足大数据传输的需求。
2. 低干扰：可见光通信使用的频段与无线电通信不同，减少了与其他无线设备之间的干扰。
3. 安全性：光波传输范围有限，因此难以被窃听和干扰，提高数据传输的安全性。
4. 环保节能：由于使用LED等低功耗设备，可见光通信具有较低的能耗和较小的环境影响。
四、可见光通信的应用可见光通信具有广泛的应用前景，尤其是在以下领域：1. 室内定位：通过在室内设置可见光通信基站，可以实现室内定位功能，提供更精确的定位服务。
可见光通信的原理应用
可见光通信的原理应用1. 可见光通信简介可见光通信是一种利用可见光波段进行数据传输的无线通信技术，其原理是通过调制和解调光的强弱或闪烁频率来实现信号的传输。
这种技术能够利用现有的照明设备进行通信，具有低成本、高带宽、安全、环保等优点。
本文将介绍可见光通信的原理及其应用。
2. 可见光通信的原理可见光通信的原理是基于光的调制和解调。
调制是指将要传输的数据信号转换成光信号，而解调则是将接收到的光信号转换成原始的数据信号。
2.1 调制技术可见光通信中常用的调制技术有两种：强度调制和频率调制。
•强度调制：利用改变光的强度来传输信息。
一般使用脉冲宽度调制（PWM）或脉冲位置调制（PPM）来调制信号，通过改变光的亮度或闪烁频率来表示不同的信号。
•频率调制：利用改变光的频率来传输信息。
一般使用正交频分多路复用（OFDM）技术，在不同的频率上同时传输多个子载波，以实现高速数据传输。
2.2 解调技术解调技术是将接收到的光信号转换成原始的数据信号。
常用的解调技术主要有两种：直接检测和相干检测。
•直接检测：即根据光的强度变化来解调信号。
使用此技术时，需要在接收端添加一个光电二极管或光敏电阻来检测光的强度变化。
•相干检测：通过将接收到的光信号与本地光信号进行干涉，从而解调信号。
相较于直接检测技术，相干检测技术具有更高的灵敏度和抗干扰能力。
3. 可见光通信的应用可见光通信具有广泛的应用前景，主要应用于以下领域：3.1 室内定位可见光通信技术可以通过光信号的强弱和波束的方向来实现室内定位。
通过安装多个发光二极管（LED）灯泡，利用其发射的可见光信号进行定位，可以实现高精度的室内定位。
3.2 照明控制可见光通信技术可以利用现有的照明设备进行数据传输，因此可以通过光信号来进行照明控制。
通过调整光的亮度和颜色，可以实现灯光的开关、亮度调节、颜色变换等功能。
3.3 数据传输可见光通信技术的高带宽特点使其在数据传输领域具有广泛的应用前景。
可见光通信系统文档资料
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4.可见光通信系统的优势
1.可见光通信安全又经济。 2.“有灯光的地方，就有网络信号。关掉灯，网络 全无。”迟楠告诉记者，与现有WiFi相比，未来 的可见光通信安全又经济。WiFi依赖看不见的无 线电波传输，设备功率越来越大，局部电磁辐射 势必增强；无线信号穿墙而过，网络信息不安全。 这些安全隐患，在可见光通信中“一扫而光”。 而且，光谱比无线电频谱大10000倍，意味着更大 的带宽和更高的速度，网络设置又几乎不需要任 何新的基础设施
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调制带宽是衡量LED的调制能力的参数, 是LED用于无线 光通信的重要参数之一, 它关系到LED的数据传输速度大小。 LED的调制带宽主要受有源区载流子复合寿命和PN结结电容 的影响。在白光LED制造工艺上, 除了减少载流子复合寿命 和减小寄生电容, 我们还可以采用具有很大的潜在调制带宽 的多芯片型白光。此外, 通过外部驱动电路的优化设计也是 提高LED调制能力的一种方法。
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主放大电路：
主放大电路对信号进行多级放大，使得信号强度满足判决再 生的需要。并且，电路具有自动增益（AGC）功能，对输入 信号的变化作出补偿控制，保持输出信号的幅度基本不变。 放大后的信号供以太网介质转换模块进行时钟提取、判决再 生，然后通过双绞线传输到计算机。
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光接收机新技术：分集接收 一种基于分集技术的光接收机技术可以用来克服码间干扰
接收器的信道直流增益可以表示为： MIMO信道仿真算法： （1）求直接照射。逐个计算每个LED发射装置出射的光线直 接进入接收器的光照度，再考虑接收器的有效面积和探测器 的转换效率，求出电信号大小，便得到接收器的直接响应。 （2）计算各次反射对接收器的贡献。 （3）高阶反射可用低阶反射递归运算，这样可以提高计算 的速度，减少存储空间。 （4）按照时间顺序求信道的脉冲响应。 （5）求出直接及各次反射的相应频率响应这里的频率响应 采用快速傅里叶变换来提高运行速度。
可见光通信及其关键技术研究
可见光通信及其关键技术研究可见光通信（Visible Light Communication，VLC）是一种新型的通信技术，它通过灯光等可见光介质进行信息传输和接收。
相比于传统的无线通信技术，如Wi-Fi和蓝牙，VLC具有更高的速率、更低的干扰和更好的安全性，因此被认为是未来无线通信的重要方向之一。
VLC的关键技术主要包括以下几点：首先是可见光调制技术。
可见光通信是通过改变光源的明暗变化来传送信息。
因此，调制技术是VLC的核心技术之一。
目前常用的调制方式有振幅调制（Amplitude Modulation，AM）、频率调制（Frequency Modulation，FM）和脉冲振幅调制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）等。
振幅调制常用于低速率通信，频率调制常用于中速率通信，脉冲振幅调制则是高速率通信的主要方式。
其次是接收技术。
VLC的信号受到诸多干扰，如日光、灯光闪烁、物体阻挡等，这些会严重影响信号的稳定性和抗干扰特性。
因此，通过增加光源的数量、使用特殊的滤波器、改变接收机的架构等多种策略，可以提高VLC的抗干扰能力，从而提高其通信质量。
还有就是定位技术。
VLC可以通过多个光源之间的时均差、强度差等信息来实现精确的定位，这是实现VLC在车联网、室内定位等领域的重要支撑技术之一。
最后是安全技术。
VLC的通信介质是可见光，较易被攻击者窃取信息，因此，安全机制是VLC的关键技术之一。
例如，通过使用密钥交换技术和加密技术等，可以有效避免信息泄漏。
总体来说，VLC作为一种新型的通信技术，未来应用前景广阔。
虽然VLC的关键技术还存在一些待解决的问题，如提高传输距离、降低成本等，但是随着相关技术的不断发展，这些问题也将逐渐得到解决。
相信在不久的将来，VLC将对我们的生活带来更加便捷的通信体验。
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。
可见光通信技术的研究和应用
可见光通信技术的研究和应用随着无线通信技术的不断创新和进步，越来越多的人选择使用无线通信产品，如智能手机、平板电脑和笔记本电脑。
然而，大量的无线通信设备使无线频谱变得异常拥挤。
随着移动设备数量的快速增长，频率的分配和利用变得更加重要。
这时可见光通信技术便成为了一种很好的选择。
什么是可见光通信技术？可见光通信技术，也称为“Li-Fi”，是一种使用可见光自然传输数据的无线通信技术。
它通常使用白炽灯泡或LED灯泡向各个方向发送信号，并使用接收器转换数据信号。
与Wi-Fi技术相比，可见光通信技术具有许多优点。
优势首先，可见光的频率比其他无线通信技术高。
因此，它可以传输更多的数据，并且传输速度更快，说白了就是可以更快地将数据发送并接收。
另外，可见光通信技术可以在特定的环境中工作，例如现实生活中很多人的家庭使用的家居灯具，如台灯和灯带等。
此外，Li-Fi技术还可以防止窃听，因为它只在照明灯被点亮的时候传输数据，随着灯的关闭，数据的传输就会终止，能够保证数据的安全。
研究和应用目前，许多公司和学术机构都在研究和开发Li-Fi技术。
近年来，欧洲、美国和亚洲许多公司都在研究和开发Li-Fi产品。
其中IBM、三星和Apple等知名公司都已经尝试开发自己的Li-Fi技术。
近几年，中国的中科瑞创和英国的 pureLiFi 都开发出了自己的Li-Fi设备。
除了商业领域，Li-Fi技术也被广泛运用在其他领域，例如可见光定位，室内导航等。
可见光通信技术还很可能成为下一代通信技术的重要组成部分。
在未来，Li-Fi技术有望成为智能家居、智能医疗、智慧城市、无人驾驶车辆和工业4.0等领域的重要技术。
不足之处尽管Li-Fi技术具有许多优点，但它还有一些明显的缺点。
首先，由于可见光的波长较短，因此其在传输过程中容易被障碍物和示廓物阻碍，传输范围和应用范围有一定的限制。
而且在照度不够的环境下，数据传输质量也会受到影响。
此外，由于Li-Fi使用的是可见光信号，也就意味着在外部环境太亮、有强光干扰的情况下会影响其性能。
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。
可见光通信系统关键技术研究与应用实现
可见光通信系统关键技术研究与应用实现随着信息技术的迅速发展，人们对于高速、安全、可靠的无线通信系统的需求日益增加。
而传统的无线通信技术，如Wi-Fi和蓝牙，因为频谱资源有限以及信号干扰等问题，逐渐难以满足这一需求。
与此同时，可见光通信技术以其独特的优势逐渐引起人们的关注。
可见光通信（Visible Light Communication, VLC）是一种基于可见光通信原理的无线通信技术，利用可见光的传输媒介，实现数据传输和通信。
与传统的无线通信技术相比，可见光通信具有以下几个突出的特点。
首先，可见光通信系统是一种新兴的绿色通信技术，主要利用LED （Light-Emitting Diode）作为光源，LED具有小巧、耐用、低功耗等优势，比较节能。
相对于传统的无线通信技术所使用的射频信号，可见光通信可以在不增加电磁辐射干扰的前提下实现无线传输。
其次，可见光通信潜在的频谱资源非常丰富，可见光频谱范围宽，不受频谱的限制。
此外，与其他无线通信技术相比，可见光通信频谱资源也相对较为稳定，不易受到干扰。
再次，可见光通信系统具有较高的安全性。
可见光通信的传输介质即空气，在可接收范围内的传输数据不会渗透到隔壁空间，有效防止了信息的泄露，增强了通信的安全性。
在可见光通信系统中，有几个关键技术对其性能和可靠性起着重要的作用。
首先是调制技术。
调制是指将数字信号转化为可见光通信所需的光强调制信号。
常见的调制技术有两种：直接调制和间接调制。
直接调制是通过控制LED的电流，使其在开启和关闭之间进行切换，实现信息的传输。
间接调制是利用一些特殊的技术，如OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）来实现调制过程。
适合的调制技术可以提高系统的传输速率和稳定性。
其次是接收技术。
接收技术是指接收端如何准确地解析接收到的光强调制信号，并还原成数字信号。
常见的接收技术有两种：直接检测和相干检测。
可见光通信简介
可见光通讯简介跟着可见光通讯重点技术的不停打破以及目前智慧家庭、智慧城市的迅速推行与建设 ,可见光通讯将向大规模应用发展。
可见光通讯是一种使用波长为 380nm-780nm 的可见光电磁波段进行通讯的新兴无线通讯技术。
跟着虚构现实、高清视频等内容丰富型应用业务的迸发式增加以及高性能挪动设施、智能家居设施及可穿着设施等的迅速普及 ,射频无线通讯正面对日趋严重的“频谱资源危机”。
可见光通讯依靠其广阔的频谱资源、兼备照明与通讯、免受电磁扰乱等明显优势被宽泛以为是一项拥有潜力的、可与射频无线通讯技术有力互补的新兴技术 ,在将来高速通讯、定位导航等应用方面拥有巨大的应用潜力。
可见光通讯技术的国内外研究现状可见光通讯理论发源于美国学者 Martin R Dachs提出“兼备照明和信息传输功能的可见光通讯”的观点。
20 世纪 90 年月末 ,半导体 LED成功实现商业化完全打破了可见光通讯研究发展的桎梏 ,为可见光通讯技术的迅速应用发展翻开了大门。
可见光通讯技术惹起国际各国的高度重视 ,研发投入巨大。
跟着可见光通讯理论与技术以及半导体 LED工艺的日趋成熟 ,日本、美国、欧盟、英国、韩国等国纷繁抢占可见光通讯标准化工作的制高点、打造国家可见光通讯战略性新领域。
2007 年,日本建立可见光通讯结盟 ,推出 JEITA 1221标准 ;2008 年,美国政府开启“智慧照明”计划 ,结合 30 多所美国顶级高校睁开可见光通讯重点技术的研发;2013 年,欧盟结合 23 产业学研机构推出 OMEGA标准 ,研究可见光通讯实质应用的兼容等问题。
最近几年来 ,我国也陆续睁开了重点核心技术研发和有关标准拟订 ,旨在推进可见光通讯技术的发展。
我国在可见光通讯技术领域起步较晚,但目前我国在可见光通讯领域的研发实力仍不容小觑。
在核心通讯技术方面,我国复旦大学、中科院半导体所等均在高速可见光通讯重点领域居于世界当先地位。
在通讯芯片研发方面,在 2018 年,我国国际智能产业展览会展现了世界首款商用级其他超宽带可见光通讯芯片组 , 该芯片组能够利用目前全世界百亿盏 LED作为热门为室内外通讯网络供给无线服务。
可见光通信概述
可见光通信及其关键技术研究摘要：用室内照明的白光LED光源作为通信基站进行信息无线传输的技术是当前国外光无线通信领域的研究热点之一，是一项有发展前景的新兴技术。
这也将可见光通信技术带到了众人的面前。
文章详细介绍了可见光通信技术在国内外的研究现状，分析了其关键技术，阐述了其巨大的优点以及应用领域上的发展趋势。
关键词：可见光通信、技术优势、发展历史、关键技术、应用展望Studies on the visible light communication andits key technologiesJieyong HeOptical Engineering, School of Physics, Sun Yat-sen University, User ID: 15212250AbstractIt is one of hot spots of optical wireless communication research field in abroad that using white LED light source as base station to transmit information through wireless mode currently, which is an promising new technology. This trend brings the visible light communication into our attention. In this paper I introduce the current situation of visible light communication by white LEDs at home and abroad in detail, analyze the key techniques and clarify the advantages and development trend of the system.Key Words:visible light communication, advantages, key technologies, developing history, developments1可见光通信介绍近年来，被誉为“绿色照明”的半导体（LED）照明技术发展迅猛。
IEEE 802.15.7 可见光通信概述
E-Mail:[(1)dongjae.shin@, (2) dominic.obrien@, (3)tgkang@etri.re.kr]
Re: []
Abstract: [The overview of the visible light communication (VLC), application scenarios and demonstrations in the various are presented in this document. The research issues, which should be discussed in the near future, also are presented.]
• Beacon fire, lighthouse, ship-to-ship comm. by Morse code
Traffic light : R/G/B color multiplexing (Walk/Stop)
Morse code
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VLC history - Photophone
Part 3 (University of Oxford)
VLC components Technical challenges
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VLC introduction
VLC (Visible Light Communication)
: New communication technology using “Visible Light”.
Visible Light
: Wavelength between ~400nm (750THz) and ~700nm (428THz)
General Characteristic
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
【相关文献】
1.可见光通信技术与电力线通信技术的融合 [J], 宋健
2.移动通信与可见光通信技术的融合 [J], 杜建新
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
4.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
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
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
可见光通信技术及其应用
可见光通信技术及其应用随着科技的不断发展和智能化应用的推进，人们对于更高速、更安全的通信技术需求也越来越迫切。
在这个背景下，可见光通信技术应运而生。
可见光通信是一种利用可见光波段进行数据传输的技术，其原理基于LED灯或激光器产生的可见光信号进行通信，具有广阔的应用前景。
本文将从可见光通信技术的原理、特点及其应用等方面进行阐述。
首先，可见光通信技术的原理是利用可见光波段的光信号进行数据传输。
它采用的是无线通信方式，但是信号不是通过无线电波进行传输，而是利用可见光作为通信介质。
可见光通信技术通常使用LED灯作为光源，通过调制和解调技术将数据转换为光信号，然后利用光接收器接收并解码光信号，最终实现信息传输。
其次，可见光通信技术具有一些独特的特点。
首先，它可以实现高速通信。
与传统的无线通信技术相比，可见光通信技术的频率较高，使得它的数据传输速率更快，可以满足人们对于高速通信的需求。
其次，可见光通信技术具有较强的安全性。
由于可见光信号不能穿透墙壁，使得这种通信方式在保护数据的安全性方面具有优势，可以有效防止信息泄露。
最后，可见光通信技术无需额外电磁波频带资源，减少了对无线电频谱的需求，有利于减少频带资源的压力。
接下来，我们来探讨可见光通信技术的应用领域。
首先，它可以应用于室内定位和导航。
由于可见光信号无法穿透墙壁，可以利用这一特点对室内的位置进行准确定位，从而实现室内导航和定位服务。
其次，可见光通信技术可以应用于车联网领域。
传统的车载通信系统采用无线电波进行通信，但受限于无线电频谱资源，存在通信干扰问题。
而可见光通信技术则可以利用车内的灯光进行通信，解决了频谱资源的竞争问题，有助于提升车联网通信的安全性和可靠性。
此外，可见光通信技术还可以应用于室内无线网络。
传统的无线网络基于无线电波进行数据传输，但在密集的室内环境中，频谱资源的竞争导致网络速度下降。
而采用可见光通信技术构建室内无线网络可以利用光波的高频率特点，提高网络的传输速率和容量。
可见光通信与无线网络技术
可见光通信与无线网络技术引言：近年来，随着科技的发展，可见光通信和无线网络技术成为了科技界的一个热门话题。
可见光通信是一种利用可见光传输数据的技术，它具有高速传输、低功耗以及安全性高等优势。
而无线网络技术是指通过无线电波传输数据的技术，它能够实现无线互联和远程通信。
本文将分别介绍可见光通信和无线网络技术的原理、应用以及未来的发展方向。
一、可见光通信1.1 原理可见光通信是通过利用可见光进行数据传输的技术。
通过LED 灯或激光器将电信号转化为可见光信号，然后通过光传感器将光信号转化为电信号，实现数据的传输。
可见光通信采用了光的频率远远高于无线电波的特点，能够实现更高的传输速率。
1.2 应用可见光通信在室内定位、室内导航、无线电频谱资源充足等应用方面具有广阔的前景。
在室内定位方面，可见光通信可以利用光源的强弱来确定设备的位置，实现室内定位和导航。
在无线电频谱资源充足方面，由于可见光通信利用的是可见光频段，无需担心频谱资源匮乏的问题。
1.3 未来发展方向未来，可见光通信技术将继续得到发展，并与其他技术相结合，如物联网、5G等，实现更广泛的应用。
同时，可见光通信技术还有待解决的问题包括光源强度不稳定、室外传输受到天气影响等。
二、无线网络技术2.1 原理无线网络技术允许通过无线电波在设备之间传递数据。
无线网络技术基于无线电传输，利用调制和解调技术将信号转换成数字数据，然后通过无线信号传输。
其中，WiFi技术是无线网络技术的一种重要形式，它允许通过无线电波在设备之间建立本地网络。
2.2 应用无线网络技术已经广泛应用于各个领域，如家庭、办公场所、公共场所等。
无线网络技术可以实现设备之间的互联和数据传输，让人们可以在任何位置随时上网，提高了工作和生活的便利性。
2.3 未来发展方向未来，无线网络技术还将继续发展，实现更高的传输速率和更广的覆盖范围。
目前，5G技术已经成为无线网络技术的热点领域，5G技术的出现将进一步提升网络的速度和容量，支持更多的设备连接。
采用遗传算法的可见光通信 LED 阵列分布优化
采用遗传算法的可见光通信 LED 阵列分布优化傅玉青【期刊名称】《华侨大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)006【摘要】采用遗传算法快捷、准确地优化发光二极管（LED）阵列结构，使其在接收器上（目标平面）的光照分布均匀．推导 LED 阵列的照度分布函数，以光照函数标准差与平均差的比值构建一个适应度函数，以此衡量目标平面的光照分布均匀度．获得光照分布最优时的 LED 阵列结构数据后，应用 MATLAB 对几何模型进行仿真．仿真结果表明：目标平面的照度均匀度达到97．4％，验证了所提算法的有效性与可行性．%For obtaining uniform distribution of illumination on the receiver plane (target),the genetic algorithm is used to accurately and quickly optimize the light emitting diode (LED)array.LED array illumination distribution function is derived.A fitness function with the ratio of standard deviation and mean difference of the illumination function is built. The optimal distribution of LED array by applying the light distribution uniformity on the target plane is then achieved. Finally,the geometric model is simulated by using MATLAB.The simulation results show that the illumination uniformi-ty on the target plane reached 97.4% and indicate that the proposed algorithm is feasibility and effectiveness.【总页数】4页(P632-635)【作者】傅玉青【作者单位】华侨大学工学院，福建泉州 362021【正文语种】中文【中图分类】TN401【相关文献】1.可见光通信中LED阵列的优化配置算法研究 [J], 叶会英;王莉;刘津良2.新型LED阵列分布的室内可见光通信系统模型研究 [J], 曾碧;洪国南3.采用遗传算法的MIMO雷达L型阵列稀布优化 [J], 和洁;冯大政;孟超;马仑4.基于遗传算法的全光谱LED植物光源阵列优化研究 [J], 林孝腾;Mulowayi Mutombo Arcel;梅方炜;郑书河5.基于LED阵列的可视信道室内可见光通信系统设计 [J], 王虹;蔡喜平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
可见光通信重点技术与应用解读
可见光通信重点技术与应用解读
佚名
【期刊名称】《电脑与电信》
【年(卷),期】2014(000)008
【摘要】1．概述可见光通信技术是以LED为载体的新型光无线通信技术。
白光LED采用电场发光和低电压供电，具有寿命长、光效高、稳定性高、安全性好、无辐射、低功耗、抗震、可靠耐用等特点。
几乎综合了各种传统光源的优点，被誉为2l世纪新固体光源时代的革命性技术。
白光LED同时又具备响应时间短、高速调制的特性，因此，使得白光LED从照明领域扩展到了通信领域，能够同时实现照明和通信双重功能，催生了一门新兴的无线通信技术--可见光通信技术（Visible Light Communi-cation，简称VLC）。
与传统的射频通信以及其它无线光通信系统相比较，可见光通信技术具有发射功率高、不占用无线电频谱、无电磁干扰和无电磁辐射、节约能源等优点。
目前，可见光通信技术已经成为多个国家研究的热点，现阶段，可见光通信大多处于实验阶段，虽然整体系统已有实现，但离实用阶段还有一定的距离。
系统的各项性能有待进一步提高。
【总页数】3页(P4-6)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.无线光通信技术与应用分析 [J], 安亚青;李文田
2.无线激光通信技术与应用 [J], 吴晓生
3.大气激光通信技术与应用探析 [J], 罗淋耀
4.研究生光通信技术与应用课程双语教学改革探讨 [J], 覃琴;陈名松
5.中国工程院第六届“空间信息技术与应用展望”院士论坛暨第七届空间光通信与组网技术学术研讨会 [J],
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2011年，德国、挪威、以色列与美国等共同成立Li-Fi联盟，进行航天系统中的连网研究，利用VLC技术实现飞行时的无线网络环境。2012年，在英国工程与自然研究理事会（EPSRC）的资助下，英国、美国科学家开展“超并行可见光通信（UP-VLC）”项目，探索自由空间和空间复用导波VLC的实施方案。柏林的研究机构海因里希赫兹研究所与西门子合作进行高速VLC技术研究，于2012年利用DMT技术，采用RGB-LED的发射机、基于PIN的接收机，实现了单信道806Mb/s（红光信道）的传输速率。在基于VLC技术的产品开发方面，2012年，Casio开发出了一款新的苹果应用程序“Picapicamera”，利用可见光技术用户之间可以即时分享拍摄的照片。
第三章VLC的特点
VLC技术结合了光通信和无线通信两大技术的优点。
3.1VLC与光纤通信相比
大家熟知的光纤通信，得拉线、布网，网络构建复杂、耗时。而VLC借用照明网络中的照明灯进行通信，只要在有LED照明范围内的自由空间就可以实现无线数据通信。无需另搭系统，网络构建方便、快捷、灵活。在应急情况可发挥巨大优势，如地震通信等场合。
可见光的通信研究
华侨大学工学院
专业：光电子年级：2011级姓名：赖俊学号：1195121016
摘要本文介绍了全球可见光通信的研究现状，并针对可见光通信研究中存在的问题提出了未来可见光通信的研究趋势。文章认为可见光通信能够同时实现照明与通信的功能，具有传输数据率高、保密性强、无电磁干扰、无需频谱认证等优点，已经成为世界范围的研究热点。文章指出可见光通信在未来的通信领域中将会占据重要的地位，并将大大地推动信息化社会的发展。
第四章可见光通信调制方式
调制带宽表征LED的调制能，是LED用于VLC的一个重要参数和衡量一个系统的重要的指标。LED的响应频率决定了VLC系统的调制带宽，直接关系到数据传输速率的大小。调制带宽越宽，数据传输速率越大。如何借助复杂度不高的驱动电路以及其它技术（如收发端均衡）来最大限度的提升LED的频率响应、拓展其带宽是实现高速VLC必须要解决的难题之一。
3.2VLC与WIFI相比
3.2.1 资源
现有的移动通信所能使用的射频频带越来越紧张，而VLC利用的载波是可见光，可使用的频带资源非常丰富（THz），并且这些频带是不需要认证的，可以立即使用。
3.2.2 功耗
目前的无线电信号传输设备存在很多局限性，它们稀有、昂贵、但效率不高，比如手机，全球数百万个基站帮助其增强信号，但大部分能量却消耗在冷却上，效率只有5%。相比之下，全世界使用的灯泡却取之不尽，尤其在国内LED光源正在大规模取代传统白炽灯。只要在任何不起眼的LED灯泡中增加一个微芯片，便可让灯泡变成无线网络发射器。网络设置几乎不需要任何新的基础设施。
同年，复旦大学计算机科学技术学院传出好消息，一种利用屋内可见光传输网络信号的国际前沿通讯技术在实验室成功实现。研究人员将网络信号接入一盏1W的LED灯珠，灯光下的4台电脑即可上网，最高速率可达3.25G，平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯光上网”。
东莞勤上光电股份有限公司微博自曝，在2013年5月与清华大学签订了可见光通信和定位领域的合作协议。目前，已成功研发出Lifi通信手机版样品，预计最终达到iphone大小和轻薄的程度即可实现市场化。
LED作为半导体器件，这种高速的亮灭也就是开关的通断能力是它的特性，而普通的灯具如日光灯、白炽灯因为在亮灭的变化过程中非常容易被损坏，且亮灭变化动作太慢，因而不具备这种通信功能。而LED灯则非常适合做可见光通信的光源，在照明的同时实现较高速率的光通信。
第二章可见光通信的研究现状
白光发光二极管面世后，发光效率逐步提高，其应用领域逐步显示扩展到照明。与传统的照明设备相比，白光LES具有驱动电压低、功耗低、使用寿命长等优点，是一种绿色环保的照明器件，被视为第四代节能环保型照明设备。由图2.1可以看出，LED在全球照明市场中所占据的比重正逐年递增。可见光通信就是发展在白光LED技术发展起来的新型的无线光通信技术。
特点：CAP调制采用两个相互正交的数字滤波器 ，无需电或光的复数信号到实数信号的转换，从而不需要采用DFT变换，极大地减少了计算复杂度和系统的结构，在VLC中具有很大的应用价值。
图2.1LED照明占全球市场份额的估测
2.1国际上的相关研究现状
由于可见光系统具有较好的应用前景，它在未来通信领域中占有重要的地位和价值，因此很多研究机构和电信运营公司加入到无线光通信的研究领域中来，特别是日本、欧洲、美国等国家在可见光通信的领域已经投入了大量的人力、物力以及财力。
可见光通信的研究最早在日本开展。早在2000年，中川研究室的TannakaYnichi等人就对基于白光LED的可见光通信信道进行了初步的数学分析和仿真计算，分析了白光LED作为室内照明和通信光源的可能性。2002年，中川研究室的研究人员又对可见光通信系统展开了具体的分析，包括光源属性、信道模型、噪声模型、室内不同位置的信噪比分布等。2003年，在中川正雄的倡导下，日本可见光通信联合体（VLCC）成立，并吸引了一大批研究单位及企业参与。VLCC关于可见光通信的研究范围比较宽广，根据具体的应用场景可分为室内移动通信、可见光定位、可见光无线局域网接入、交通信号灯通信、水下可见光通信等。VLCC在可将光通信研究领域已经取得了很大的成就，例如Sam sung公司展出过工作距离为1M的100Mbit/s双向可见光通信系统。
1.1什么是VLC
可见光通信技术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。
4.1.2DPIM调制
在DPIM调制中，每个符号所对应的时隙数是不固定的，它是一种脉冲间隔调制，由两个连续的光脉冲之间所包含的时隙数来传递信息。每个符号都是以一个脉冲信号开始，后加k+1(k为符号所表示的十进制数，1为一个保护时隙)个空时隙代表所传输的二进制信息。
4.1.3CAP调制
CAP（CarrierlessAmplitude and Phase，无载波和幅度）调制方式是一种多维多阶的调制技术，可在有限带宽的条件下实现高频谱效率的高速传输。
无论应用于室内还是室外的可见光LED通信系统，在其物理实现上均分为光信号发射和光信号接收两部分。光信号发射部分包括：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。光信号接收部分包括：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。
4.1.2 DPIM调制7
4.1.3 CAP调制7
4.2性能研究8
4.2.1带宽需求8
4.2.2平均发射功率8
第五章可见光通信的应用领域10
5.1照明与通信10
5.2视觉信号与数据传输10
5.3显示与数据通信10
5.4室内定位10
总结11
参考文献12
第一章可见光通信概述
在生活中，人们可以使用多种无线通信技术轻松地在任何时间、任何地点通过无线网络接入互联网。医院和飞机等特殊场所却禁止使用无线接入网络，这是因为射频信号对仪器有干扰，可能引发灾难或威胁生命。所以无线通信无缝覆盖技术及其资金难题、无线移动用户增加及其传输信息量呈几何增长等问题越来越突出，网络频段资源枯竭，网络干扰以及网络安全等问题也日益严峻，可见光通信(visible light communication , VLC)技术可解决以上问题。
3.2.3抗电磁干扰
WiFi依赖看不见的无线电波传输，设备功率越来越大，局部电磁辐射势必增强，容易对其他设备产生电磁干扰，不适宜在电磁敏感区使用。而VLC不存在电磁干扰，可应用于飞机、医院等特殊场合。
3.3VLC与红外通信相比
红外通信的光源其实也包括LED，只是它发出的光是人眼不可见的红外光，而照明LED发出的光是可见光，所以，可见光通信比红外线（光）通信对人眼睛的安全性要高些。
关键词发光二级管可见光通信正交频分复用
Visible LightCommunication
LAIJUN
1195121016,Major,2011
College ofOptoelectronicsHuaqiaoUniversity
Abstract:In this paper, we review the status of visiblelight communication anddiscussresearchtrends in this field. We suggest that illumination and communication can beachieved simultaneously, and this has the advantages of high bitrates, enhancedsecurity, abundant spectrum resource, and no electromagnetic interference. Visible lightcommunication will be an important part of futurecommunication, and will greatlypromote the development of information society.