我国LED可见光通信技术的专利申请分析
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对LED可见光通信技术应用的分析摘要:通信在我们的生活中越来越普遍和重要,通信技术深刻地影响着我们的生活,它的每一个技术进步都会引发关注,我们对光纤通信、对宽带、对无线通信都耳熟能详。
在我国,基于LED可见光通信的智能家居系统和上网系统已经在上海世博会和最近的广州高新技术展示会上展示,并引起了观众的强烈好奇灯光在提供照明的同时,是如何实现通信功能的呢?关键词:LED 可见光通信技术应用1可见光通信技术的定义与特点可见光通信技术,是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的,将高速因特网的电线装置连接在照明装置上,插入电源插头即可使用。
利用这种技术做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围,电脑不需要电线连接,因而具有广泛的开发前景。
与目前使用的无线局域网(无线LAN)相比,“可见光通信”系统可利用室内照明设备代替无线LAN局域网基站发射信号,其通信速度可达每秒数十兆至数百兆,未来传输速度还可能超过光纤通信。
利用专用的、能够接发信号功能的电脑以及移动信息终端,只要在室内灯光照到的地方,就可以长时间下载和上传高清晰画像和动画等数据。
该系统还具有安全性高的特点。
用窗帘遮住光线,信息就不会外泄至室外,同时使用多台电脑也不会影响通信速度。
由于不使用无线电波通信,对电磁信号敏感的医院等部门可以自由使用该系统。
2可见光通信的应用领域可见光通信由于具有众多的优点,因此在很多领域具有巨大的应用前景。
(1)照明与通信白光LED可以同时被用于照明与通信,因此信息可以在室内环境下进行广播,并同时满足照明的需求。
此外,可见光通信还可以实现手持终端之间的点对点通信,由于发散角较小,因此可以有效地降低传输损耗,实现高速通信。
(2)视觉信号与数据传输信号灯在航海和地面交通等领域有着非常广泛的应用,它通过颜色的变化来给人们提供信号,而将数据通信与信号灯相结合则可以为交通管理提供更好的安全性和可靠性。
目前,基于可见光通信的信号灯已有若干演示系统,如将数据由交通灯传递给汽车,或将数据在汽车与汽车之间传递等。
基于专利分析的我国LED可见光通信技术分析王华;张亚菲【摘要】LED visible light communication is a new kind of communication which achieves wireless transmission through visible light spectrum. Based on patent information, the paper clarifies the development path of VLC technology and main patent applicants. It also predicts further technical trends. According to the analysis, the VLC research started late in China, and most of the applicants are from universities or research institutes. Communication technology and application design will be the focus areas in the near future.%LED可见光通信技术是通过可见光频段进行高速无线传输的新型的通信方式。
本文通过专利分析手段,厘清现阶段我国可见光通信技术发展过程、主要专利申请人信息,并预测未来的发展趋势。
研究发现,我国可见光通信技术起步较晚,专利申请集中在高校和科研机构,通信技术和可见光通信应用将会是下一阶段发展的重点。
【期刊名称】《照明工程学报》【年(卷),期】2016(027)004【总页数】4页(P140-143)【关键词】可见光通信;专利分析;发展趋势;应用【作者】王华;张亚菲【作者单位】广东省半导体照明产业联合创新中心,广东佛山 528226;广东省半导体照明产业联合创新中心,广东佛山 528226【正文语种】中文【中图分类】TN929.1可见光通信(Visible Light Communication)是通过可见光频段进行高速无线传输的通信方式。
2018年4月第29卷㊀第2期照明工程学报ZHAOMINGGONGCHENGXUEBAOApr.㊀2018Vol 29㊀No 2LED可见光通信的全球专利申请与重点技术分析方慧风1ꎬ张㊀涛1ꎬ谷怀民1ꎬ肖㊀瑶2ꎬ范广涵1(1 华南师范大学光电子材料与技术研究所ꎬ广东广州㊀510631ꎻ2 国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心ꎬ广东广州㊀510000)摘㊀要:LED可见光通信作为一种新型的高速无线通信方式ꎬ其技术正在全球范围内迅速发展ꎮ本文通过检索全球LED可见光通信专利数据ꎬ进行专利申请态势和技术两方面的分析ꎬ了解全球专利的申请趋势㊁申请国家㊁申请人及技术分布ꎻ以日本中川研究所为重点分析单位ꎬ深度分析其专利申请态势及重点技术ꎻ并对中国该技术目前所处的优劣境况进行客观分析ꎬ提出了可行性建议ꎮ关键词:LED可见光通信ꎻ专利分析ꎻ专利布局中图分类号:TM923㊀㊀文献标识码:A㊀㊀DOI:10 3969∕j issn 1004 ̄440X 2018 02 010GlobalPatentApplicationandKeyTechnologiesofLEDVisibleLightCommunicationFANGHuifeng1ꎬZHANGTao1ꎬGUHuaimin1ꎬXIAOYao2ꎬFANGuanghan1(1 InstituteofOpto ̄electronicMaterialsandTechnologyꎬSouthChinaNormalUniversityꎬGuangzhou㊀510631ꎬChinaꎻ2 GuangdongCenterforPatentExaminationandCooperationofthePatentOfficeꎬSIPOꎬGuangzhou㊀510000ꎬChina)Abstract:Asanewꎬhigh ̄speedwirelesscommunicationmethodꎬLEDvisiblelightcommunicationisrapidlydevelopingworldwide.InthispaperꎬbyretrievingtheglobalpatentdataofLEDvisiblelightcommunicationꎬweanalyzethesituationꎬtendenciesandtechnologiesofthepatentapplicationꎬandthereforewehaveagoodunderstandoftheapplicationtrendsꎬtheapplicationcountriesꎬtheapplicantsandthetechnologydistribution.InadditionꎬwesetNakagawaLaboratoriesasanimportantapplicantꎬmakeathoroughanalysisonitsapplicationtrendsandkeytechnologies.UltimatelyꎬweputforwardsomefeasiblesuggestionsbasedontheobjectiveanalysisofLEDvisiblelightcommunicationtechnologyinChina.Keywords:LEDvisiblelightcommunicationꎻpatentanalysisꎻpatentlayout基金项目:广东省省级科技计划项目(项目编号:2016A030303054)通信作者:张涛ꎬE ̄mail:hszhangtao@163 comꎻ谷怀民ꎬE ̄mail:guhm@scnu edu cn引言可见光通信(visiblelightcommunicationꎬVLC)技术是近几年全球范围内兴起的研究热点ꎬ是一种利用可见光波谱进行数据传输的全新无线通信技术[1-2]ꎮ随着半导体技术的发展成熟与半导体照明的普及ꎬ基于发光二极管(LED)的VLC技术崛起ꎬ不再局限于LED在照明领域的发展应用ꎬ而是充分利用其响应速率快㊁免电磁干扰㊁高速调制㊁安全可靠等优势ꎬ与 绿色照明 相结合ꎬ实现通信㊁照明的双重功能[3]ꎮVLC的概念由日本庆应义塾大学(KEIO)中川研究所的研究人员于2000年左右提出[4-5]ꎬ但其实第29卷第2期方慧风等:LED可见光通信的全球专利申请与重点技术分析45㊀它的发展最早可追溯到19世纪80年代贝尔提出的 光电话 [6-7]ꎬ后来又随着激光器㊁光纤及蓝色发光二极管的发展而发展ꎬ研究队伍日渐壮大ꎬ技术日趋成熟ꎮ除日本外ꎬ在美国㊁中国㊁韩国等国家和地区LED可见光通信发展势头日益迅猛ꎬ取得了突破性的进展ꎬ也逐渐走向了市场应用ꎮ1㊀专利检索与分析本文关于LED可见光通信检索到的全球专利数据均来源于德温特(DWPI)数据库ꎬ检索时间段为1960年1月1日至2016年12月31日ꎬ经过关键词+IPC检索ꎬ去重㊁人工去除杂项等步骤后分别获得去同族专利数据8394件㊁去相同申请号专利数据14537件ꎬ前者用于可能涉及到技术原创者的分析ꎬ后者则用于可能涉及到技术目标市场的研究分析ꎮ主要通过分析全球数据和中国数据的申请趋势㊁申请人㊁申请地区㊁IPC㊁技术生命周期等了解LED可见光通信技术的研究态势和技术要点ꎬ并以作为LED可见光通信先行者的中川研究所为例ꎬ重点分析该单位的专利技术ꎮ1 1㊀全球数据分析LED可见光通信技术虽起步于2000年左右ꎬ但从图1可以看出ꎬ20世纪60年代就已经开始了相关专利的申请ꎬ且2000年之前全球专利申请的总数量达到了1600多件ꎬ呈缓慢㊁稳步上升趋势ꎬ这是因为这一时间段是空间光通信技术的兴起㊁成长㊁发展阶段ꎬ它是随着激光器㊁光纤的研究㊁发明㊁发展而逐步成熟起来的ꎮ2000年之后的LED可见光通信技术是建立在蓝色发光二极管研制成功的基础之上的ꎬ呈现阶段性迅速上升趋势ꎬ且在2003年达到最大申请量554件ꎬ此后虽有下降ꎬ但年申请量均不低于290件ꎮ最近几年仍呈较大幅度上升趋势ꎬ说明LED可见光通信技术在世界各国兴盛的势头并未减弱ꎬ依然是各国研究人员追逐的一大技术热点ꎮ图2是LED可见光通信技术在世界各国家和地区的专利申请量所占比例分布ꎮ从图2可以看出ꎬ该领域在全球占比较大的国家和地区分别是美国㊁日本㊁中国㊁韩国㊁欧洲等ꎬ其中美㊁日㊁中三个国家的占比达到90%ꎬ说明这三个国家在LED可见光通信领域处于世界领先地位ꎬ从另一方面也说明了LED可见光通信技术在这三国颇受重视ꎮ在这三图1㊀全球LED可见光通信专利申请趋势Fig 1㊀TheglobalpatentapplicationtrendsofLEDvisiblelightcommunication图2㊀全球LED可见光通信技术原创国构成比例Fig 2㊀TheratiooftheoriginalcountriesoftheLEDvisiblelightcommunicationtechnology国中ꎬ中国和日本的实力相差不大ꎬ但和美国相比ꎬ还存在较大差距ꎬ还有更多技术上的发展空间ꎮ图3㊀美㊁日㊁中三国在LED可见光通信领域的专利申请趋势分布Fig 3㊀ThepatentapplicationtrendsoftheLEDvisiblelightcommunicationinAmericaꎬJapanandChina从图3美国㊁日本㊁中国三个主要原创国家的专利申请趋势来看ꎬLED可见光通信技术在美国起步最早(20世纪60年代)ꎬ日本次之ꎬ中国则起步于20世纪90年代ꎮ虽中国该专利申请总量还未达到美国㊁日本两个国家的水平ꎬ但增长速度却大大超过美国㊁日本ꎬ直至检索截止年份仍呈现近指数增长趋势ꎬ而美国㊁日本在2003年达到年最大申请46㊀照明工程学报2018年4月量之后均出现大幅下降ꎬ说明中国在国际市场的实力愈来愈强ꎬ竞争力愈来愈大ꎬ地位也愈来愈重要ꎮ1 2㊀目标市场分析目标市场分析与图2技术产出国分析有所不同ꎬ后者所分析的数据不包含同族专利(专利申请人针对同一发明创造ꎬ在多个国家或地区之间进行专利申请或专利授权形成的专利组合ꎬ是获取更大专利保护范围的一种手段)[8]ꎬ而前者相反ꎬ它在一定程度上反映了该技术在全球的专利布局情况ꎬ不管对专利申请国和地区还是其他国家和地区ꎬ都能从中获得相应的信息ꎮ如图4所示ꎬLED可见光通信技术在全球的专利布局主要分布在日本㊁美国㊁中国㊁欧洲㊁韩国㊁德国等国家和地区ꎬ其中日本㊁美国均以28%的占比领先于其他国家和地区ꎬ占据全球最大的LED可见光通信市场ꎮ中国则以19%(含中国台湾地区)的市场占比排名第三ꎬ有着举足轻重㊁不可忽视的地位ꎮ图4㊀LED可见光通信技术在全球市场的专利布局情况Fig 4㊀ThepatentlayoutofLEDvisiblelightcommunicationintheglobalmarket图5㊀中国作为目标市场的申请人排名Fig 5㊀TherankingoftheapplicantsinChina对中国在LED可见光通信领域检索到的2539件专利(包含同族专利)进行专利申请人合并ꎬ得到了如图5所示的申请人排名ꎮ排名前12位(包括并列)的申请人中ꎬ我国国内申请人占8位ꎬ分别是清华大学㊁深圳光启㊁华为㊁解放军信息工程大学㊁北京邮电大学㊁中兴㊁东南大学和华南理工大学ꎬ国外来华申请人仅占据4位ꎬ分别是韩国的三星㊁LG和日本的住友电气㊁松下ꎬ说明了国外来华申请人仅占据中国市场的一小部分ꎮ但值得注意的是ꎬ韩国三星以最高申请量51件在中国市场中排名第一ꎮ另一方面ꎬ国内申请人中以高校㊁研究机构居多ꎬ国外来华申请人均是企业ꎬ说明中国目前就LED可见光通信技术来说主要以发展研究为主ꎬ处于技术探索阶段ꎬ还未实现大范围应用ꎬ而国外在华的研究主要以市场应用为主ꎮ图6㊀中国国内申请人省市分布Fig 6㊀TheprovincialdistributionofthedomesticapplicantsinChina图6是中国国内申请人的省市分布情况ꎬ从图6可以看出ꎬLED可见光通信技术的发展主要集中在广东㊁江苏㊁北京㊁上海㊁湖北一带ꎬ其中广东省的申请量最大ꎬ处于领先地位ꎬ这反映了当地政府对LED可见光通信技术领域开发研究的支持ꎮ1 3㊀专利技术分析在图7全球专利数据的IPC分布中ꎬ排名靠前的IPC有G02B000642㊁G02F000135㊁H01S0005022和H04B001011ꎬ在图8中国专利数据的IPC分布中ꎬ排名靠前的IPC是G02B000642㊁H04B0010116㊁H04B001000和G02B000636ꎮ由图7㊁图8可以看出ꎬ就全球专利数据而言ꎬ技术重点在于光纤的传输㊁耦合及其光学元件如耦合器的安装㊁光纤的连接ꎬ室内或近距离的可见光通信系统等ꎬ而我国LED可见光通信主要技术点在于光信号的处理㊁调制㊁耦合及其相关发光器件的设计㊁组装等ꎬ大多是研究LED可见光通信技术中涉及的分模块或部件ꎬ对LED可见光通信整体系统级别的研究关注度不够ꎮ图9是针对LED可见光通信技术在我国发展所经历的几个时期作一分析ꎮ图9显示[9]ꎬ目前我国第29卷第2期方慧风等:LED可见光通信的全球专利申请与重点技术分析47㊀图7㊀全球专利申请数据的IPC分布Fig 7㊀IPCoftheglobalpatentapplicationdata图8㊀中国专利申请数据的IPC分布Fig 8㊀IPCofthepatentapplicationdatainChina的LED可见光通信技术正处在申请人增多ꎬ专利申请数量急剧上升的成长期ꎬ这一时期由于很多高校㊁企业相继投入研发ꎬ市场扩大ꎬ技术分布也比较广ꎬ技术的集中程度相对降低ꎮ2003年之前ꎬ专利申请数量和申请人数量均在少数ꎬ且呈直线上升趋势ꎬ但在2003年㊁2006年和2012年申请数量和申请人数量出现了短期的负增长现象ꎬ这一现象可能是由于该技术中的某一环节出现新的研究技术点ꎬ且该技术点还不成熟引起的ꎬ比如白光LED的研制㊁大功率发光器件研究等等ꎮ可以预测ꎬ在未来几年内ꎬLED可见光通信技术大体上仍将处于成长阶段ꎬ不排除由于新技术点的研发而出现短暂衰退期ꎮ图9㊀我国LED可见光通信技术的生命周期Fig 9㊀TCTofLEDvisiblelightcommunicationinChina图10是关于中川研究所的专利申请情况分析ꎬ中川研究所是VLC的最早提出者ꎬ在LED可见光图10㊀中川研究所历年专利申请分析Fig 10㊀TheanalysisofthepatentapplicationinNakagawaLaboratoriesovertheyears通信领域具有一定的影响力ꎬ其申请的专利也被很多企业和研究机构引用ꎬ对LED可见光通信的技术发展方向具有指引作用ꎬ相关申请专利的施引情况及技术改进点见图11及表1ꎮ图10中细㊁粗实线分别为中川研究所去同族㊁去相同申请号的历年专利申请情况ꎬ从粗色实线可以看出该单位专利的申请数量及布局情况ꎬ从细色实线可以大致了解该单位的技术研发和改进情况(结合表1)ꎮ中川研究所在LED可见光通信领域的专利申请源于2002年ꎬ至今的专利总申请量有50件ꎬ去DWPI同族后有13件ꎬ2002年专利申请仅2件ꎬ但均为日本国内申请ꎬ而到2003年申请量已达到历年最大(18件)ꎬ此时ꎬ除了日本国内的1件专利申请外ꎬ它也开始了在中国㊁欧洲㊁德国的专利布局ꎬ2005年专利布局已延伸至美国㊁韩国ꎮ从中川研究所专利布局情况可以发现ꎬ中川研究所不仅注重在本土的知识产权维护ꎬ还十分注重在国外的知识产权保护ꎬ特别是在欧洲㊁中国㊁德国等国家和地区ꎮ从图11中川研究所申请的13件去同族专利的施引情况统计来看ꎬ被引用频率最高的是于2005年申请的申请号为US2003532250A的专利ꎬ高达193次ꎬ该专利主要公开了一种将数据的信号叠加到半导体发光源的供电电力线上的调制方式ꎮ该专利总共被38家企业/研究机构引用ꎬ其中企业占34家ꎬ研究机构仅占4家且施引次数很少ꎬ说明中川研究所该专利中提及的技术点流向偏向于国内外各大企48㊀照明工程学报2018年4月图11㊀中川研究所申请专利的施引情况分析Fig 11㊀ThecitationanalysisofthepatentsappliedinNakagawaLaboratories表1㊀中川研究所在LED可见光通信领域的技术改进情况Table1㊀TechnicaldevelopmentofLEDvisiblelightcommunicationinNakagawaLaboratories申请号技术改进点EP2003758809A公开了一种照明通信系统中通过分离电力线上的调制数据达到以强度㊁闪烁传输数据目的的LED光源JP200426066A光通信装置中位置信息的附加/调制US2003532250A公开了一种将数据的信号叠加到半导体发光源的供电电力线上的调制方式JP200713881A公开了一种用于照明和接收光的㊁无需其他光接收设备的双向照明光通信装置JP200790501A公开了一种并行传输数据的数据调制方式JP2007159769A公开了一种在照明通信系统中保证载波信号始终不改变LED亮度的调制驱动电路JP2007217435A公开了一种可见光通信系统中光接收元件阵列集成电路的设计JP2007217436A公开了一种接收系统ꎬ它采用多个光接收元件阵列来处理传输源WO2008JP50800A公开了一种双向照明光通信装置ꎬ其中半导体发光元件不仅可以进行照明ꎬ而且还能接收光US2007920773A公开了一种基于PWM的数据通信系统JP2009163811A公开了一种增加红外光源检测帧从而调制可见光的无线光学局域网(LAN)系统US2009461225A公开了一种在照明通信系统中引入传输光源发出的调制光的光纤US2009461229A公开了一种照明通信系统中LED作为发光和数据传输的通信设备业ꎮ从技术路线来看(见表1)ꎬ中川研究所在LED可见光通信领域主要实现了从LED光源㊁信号调制方式㊁数据调制方式㊁驱动电路㊁集成电路到通信装置㊁设备最终走向系统的技术改进ꎬ由简到繁ꎬ由浅入深ꎬ涉及到了LED可见光通信系统从光发射到光传输ꎬ再到光接收的各个模块ꎮ作为早期LED可见光通信技术的领路人ꎬ该技术路线不仅为当时的研究人员指引了技术方向ꎬ更为后来的研究者在技术方面的改进提供了新的创意和思路ꎬ推动着LED可见光通信技术的发展ꎮ2㊀总结全球LED可见光通信技术目前正处于快速发展时期ꎬ以美国㊁日本㊁中国为代表的专利大国占据全球90%的专利资源ꎬ对该技术领域的知识产权意识很强ꎬ不仅注重本土的知识产权保护ꎬ更注重该技术在世界范围内的专利申请㊁布局与维护ꎮ中国在该技术领域虽起步较晚ꎬ但发展速度却快于美国㊁日本ꎬ在全球LED可见光通信领域占据越来越大的市场份额ꎮ目前的劣势在于我国的LED可见光通信技术产业化程度不足ꎬ应用化水平较低ꎮ通过对全球LED可见光通信专利数据的分析ꎬ深入挖掘重要申请国家㊁申请单位的技术点及技术路线ꎬ我国应加强产业化应用研究ꎬ尽快实现从研究机构到企业的技术转移ꎮ另外ꎬ未来的LED可见光通信技术不能局限于模块化的设计与改进ꎬ也要加强系统化研究与开发ꎬ这样才更有利于产品推向应用市场ꎮ参考文献[1]张丽萍.LiFi技术发展综述[J].现代电信科技ꎬ2017ꎬ47(2):42 ̄48.[2]王华ꎬ张亚菲.基于专利分析的我国LED可见光通信技术分析[J].照明工程学报ꎬ2016ꎬ27(4):140 ̄143.[3]宋小庆ꎬ赵梓旭ꎬ陈克伟ꎬ等.可见光通信应用前景与发展挑战[J].激光与光电子学进展ꎬ2015ꎬ52(8):080004 1.[4]陈特ꎬ刘璐ꎬ胡薇薇.可见光通信的研究[J].中兴通讯技术ꎬ2013ꎬ19(1):49 ̄52.[5]迟楠ꎬ卢星宇ꎬ王灿ꎬ等.基于LED的高速可见光通信[J].中国激光ꎬ2017ꎬ44(3):0300001 1. [6]黄海清ꎬ李维民.光通信的发展历程[J].自然辩证法通讯ꎬ2010ꎬ32(1):57 ̄62.[7]彭健.LiFi可见光通信开灯上网[J].上海信息化ꎬ2017(2):20 ̄23.[8]唐春.国际专利制度的同族专利研究[J].情报杂志ꎬ2012ꎬ31(6):19 ̄23.[9]李春燕.基于专利信息分析的技术生命周期判断方法[J].现代情报ꎬ2012ꎬ32(2):98 ̄101.。
International Trade国际商贸 2012年11月163我国LED企业专利现状及对策研究天津财经大学 薛虹摘 要:我国LED产业起步较晚,但发展迅速,已日渐成为全球最大的LED产品制造和出口国之一。
与此同时,整个LED行业的知识产权问题正面临着严峻挑战,越来越多的我国LED企业成为国外专利侵权案的投诉对象。
本文分析了我国LED企业的专利现状及原因,并提出相应的对策。
关键词:LED企业 专利现状 专利联盟中图分类号:F276 文献标识码:A 文章编号:1005-5800(2012)11(b)-163-02LED(Light Emitting Diode),即发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,又被称为第四代照明光源,被广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。
在全球节能降耗背景下,LED 作为一种典型的绿色光源,日益成为产业界与资本市场关注的焦点。
而随着LED 产业的快速发展,国际市场竞争也愈演愈烈。
作为保护自主创新、占领市场优势重要手段之一的知识产权就成为了打击竞争对手的利器。
美国“337调查”频指国内LED 企业让更多的人感受到我国LED 产业面临着知识产权问题的严峻挑战。
1 我国LED企业专利现状及面临的问题1.1 我国LED企业专利现状与美国、日本等发达国家相比,我国LED 产业起步较晚,但发展迅猛。
2011年,我国LED 应用总产值达1160亿元人民币,同比增长22%,预计2012年,我国LED 应用领域和应用产品会继续扩大并趋于成熟,应用产值增长率将达30%,超过1500亿元人民币,我国已日渐成为全球最大的LED 产品制造和出口国之一。
正是这种良好的发展势头,引来了国际竞争对手的注意,让他们倍感威胁,因此越来越多的我国LED 企业成为了外国专利侵权案的投诉对象。
目前,我国LED 企业专利主要集中在产业的中下游,也就是封装和应用方面,而在占整个产业链产值70%的上游外延和芯片方面,专利所占比例却很小。
以LED照明为基础的可视光通信技术研究与设计近年来,随着科技的不断发展,人们对通信技术的要求也越来越高。
传统的无线通信技术已经无法满足日益增长的数据传输需求,因此人们开始探索新的通信方式。
其中,以LED照明为基础的可视光通信技术成为研究的热点之一。
本文将对这一技术进行研究和设计,探讨其原理、应用和未来发展趋势。
可视光通信是一种利用可见光进行信息传递的技术。
它借助LED灯光的亮度调制和闪烁,实现数据的传输和接收。
与传统的无线通信技术相比,可视光通信具有很多优势。
首先,可见光信号不会穿透墙壁等障碍物,安全性较高,不易被窃听和干扰。
其次,可造性好,成本低。
由于LED灯具的普及,使得可视光通信技术的实施成本大幅降低。
另外,LED照明本身就是一种环保的照明方式,与可视光通信结合后,既实现了节能照明,又可以提供高速的数据传输。
在进行可视光通信技术的研究和设计时,需要考虑以下几个方面。
首先是传输速率。
传统无线通信技术虽然能够实现较高的传输速率,但也存在一定的局限。
而可视光通信技术可以通过LED灯光的闪烁频率来实现数据的传输,因此其传输速率可以达到几百Mbps甚至更高。
在设计过程中,需要根据应用场景的需求和环境的限制确定合适的传输速率。
其次是传输距离。
可视光信号的传输距离一般较短,受到光的衰减和散射的影响。
因此,在研究和设计过程中,需要选择合适的传输距离,以确保数据传输的可靠性和稳定性。
另外,通信系统的稳定性也是一个需要考虑的重要因素。
由于LED照明本身受到电流、温度等因素的影响,可能存在光强波动等问题。
为了提高系统的稳定性,可以采取的措施包括增加反馈机制、优化调制方法和设计相应的控制电路等。
在可视光通信技术的应用方面,有很多潜在的领域可以探索。
首先是室内定位系统。
由于可见光信号的传播范围较小,可以利用这一特点进行高精度的室内定位。
其次是室内导航系统。
通过在建筑物内安装LED灯光,可以实现室内导航功能,方便人们的出行。