可见光通信系统研究
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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。
可见光通信系统设计与应用研究随着无线通信的发展,人们对于更快速、更安全的数据传输有着日益增长的需求。
在这种需求下,可见光通信系统作为一种新兴的无线通信技术受到了越来越多的关注。
本文将就可见光通信系统的设计与应用进行研究,介绍其基本原理、系统设计要点以及各种应用场景。
可见光通信系统是利用可见光波段进行数据传输的一种技术。
与传统的无线通信技术相比,它具有以下优势:不会受限于频谱资源,免受电磁干扰的影响,具有较高的安全性。
同时,可见光通信系统还可以利用环境光进行通信,减少了对设备的依赖性,具有较低的成本。
在可见光通信系统的设计过程中,主要需要考虑以下几个要点:传输速率、传输距离、功率控制、多用户接入以及抗干扰能力。
传输速率是衡量系统性能的一个重要指标,需要根据实际需求和条件来确定。
传输距离受限于光的传播特性,需要优化调整发送功率以及接收灵敏度来保证通信质量。
功率控制是为了避免光强过大或过小而导致的误码率上升或传输距离不足等问题。
多用户接入是指如何实现多个用户同时进行通信而不相互干扰。
抗干扰能力则是为了保证通信质量在其他电磁波或光源干扰的情况下依然能够正常进行。
可见光通信系统的应用场景广泛,涉及到室内通信、室外通信以及特定场合的通信。
在室内通信方面,可见光通信系统可以作为Wi-Fi信号的补充,避免了频谱资源的竞争,提供了更高速、更安全的数据传输方式。
在室外通信方面,可见光通信系统可以应用于城市中的街道照明灯杆,通过调制控制灯光的亮暗来进行数据传输,实现城市智慧照明。
此外,可见光通信系统还可以在特定场合如地铁站、医院等场所进行应用,以提供更快速、更安全的无线通信服务。
尽管可见光通信系统在各个方面都具有许多优势,但它也存在一些挑战。
首先是可见光通信系统对于视线的要求较高,遮挡和障碍物会影响通信质量;其次是系统设计复杂,需要考虑到光的传播特性、多径效应等因素;此外,可见光通信系统的设备成本还相对较高,需要进一步的研究和开发来改善。
民航座舱内可见光无线通信系统的布局研究可见光无线通信系统的布局是保障通信质量和舒适性的重要因素之一。
本文将从布局研究的角度,探讨民航座舱内可见光无线通信系统的关键问题,并提出相应的解决方案。
一、系统布局需考虑的因素1.舱内结构:民航座舱内的结构复杂,存在各种各样的障碍物,比如座椅、挂衣架、行李架等。
这些障碍物会对光信号的传输造成阻碍,影响通信质量。
在系统布局时需考虑如何克服这些障碍物的影响,保证信号的正常传输。
2.照明系统:座舱内的照明系统是可见光通信的一个重要组成部分,它不仅提供照明功能,还可以作为光通信的传输介质。
在系统布局时需要考虑如何将照明系统与通信系统有机地结合起来,实现光信号的高效传输。
4.舒适性:民航座舱内的通信系统布局还需要考虑乘客的舒适性。
不可见的光源可能会对乘客的视觉造成干扰,所以在系统布局时需要考虑如何保证通信系统的不影响乘客的使用和舒适。
二、系统布局的解决方案1.障碍物克服:针对舱内结构的复杂性和障碍物的多样性,可采取多径传输技术来克服障碍物对光信号的影响。
通过在舱内布置多个光源和接收器,将光信号进行多次反射和折射,以达到穿透障碍物的效果,从而保证通信质量。
2.照明系统结合:可采用LED灯具作为照明系统的也作为光通信的传输介质。
通过控制LED的亮度和频率来实现信号的传输,不仅满足了照明的需求,还在不占用额外频谱资源的情况下实现了光通信。
3.干扰源避免:在通信系统的设计中,可采用多频率分集技术和自适应调制技术,以应对太阳光、手机信号等干扰源对系统的影响。
通过频率的切换和信号的调制,能够有效地避免干扰对通信质量的影响。
三、实施方案在实际的舱内光通信系统实施中,需要综合考虑上述布局问题和解决方案,并根据实际情况进行合理的设计和布局。
需要对舱内的结构和布局进行详细的调研和分析,了解障碍物的分布和特点,确定光源和接收器的布置位置。
需要结合照明系统,设计LED灯具的位置和数量,以及控制系统的布局和调节方案。
光学通信下的可见光通信技术研究第一章:引言光通信是当前最热门的研究方向之一,可见光通信是其中的一个新兴领域。
光通信是一种无线通信技术,可以通过光传输数据。
由于其高速、安全、低功耗、绿色环保等特点,近年来备受关注。
可见光通信采用可见光谱段中的光波来传输数据,与目前主流的无线通信技术如Wi-Fi、蓝牙和LTE等不同,可见光通信不会干扰无线电频谱。
本文将从可见光通信的基本理论出发,综述近年来国内外关于光学通信下的可见光通信技术研究进展。
第二章:可见光通信的基本原理可见光通信利用人眼可见的光波传输数据,其基本原理是利用LED灯或激光二极管等光源发射数据,经过传输后由接收器接收并解码。
可见光通信的发射速率取决于光衰减和太阳光噪声等因素,一般为几十Mbps到几百Mbps。
在可见光通信传输中,需要考虑潮湿等环境因素对光传输的影响,同时需考虑人眼对光线的干扰。
传输距离取决于光源强度、光传输损耗、接收器灵敏度等因素。
第三章:可见光通信技术研究现状当前,可见光通信的研究主要包括可见光通信系统设计、数据传输算法优化、硬件设计等方面。
1. 可见光通信系统设计可见光通信的系统设计包括光源的选择、调制方式和接收器的设计等。
在光源的选择方面,当前主要使用的是LED光源。
不同的LED光源具有不同的光波长和发射功率,应根据应用需求进行选择。
在调制方式方面,常用的调制方式有强度调制、频率调制和相位调制。
其中强度调制最常用,其原理是通过调节LED的亮度来传输数据。
在接收器的设计方面,主要考虑接收器的灵敏度和捕获速度。
目前主要采用光电二极管和CCD等接收器。
2. 数据传输算法优化数据传输算法的优化主要是为了提高可见光通信的传输速率和可靠性。
其中传输速率的提高是可见光通信技术发展的重点之一。
3. 硬件设计硬件设计是可见光通信的重要组成部分,包括光源、接收器、调制器等。
其中光源的选择和设计是决定可见光通信的性能指标的关键。
第四章:可见光通信应用前景可见光通信技术的应用前景广阔。
电力通信网络中的可见光通信技术研究近年来,随着电力通信网络的迅速发展,传统的有线通信已经不能满足日益增长的通信需求。
在这种情况下,可见光通信技术成为了一种备受关注的解决方案。
本文将对电力通信网络中可见光通信技术的研究进行探讨,并分析其在实际应用中的优势和挑战。
可见光通信技术是一种利用可见光频段进行通信的技术。
与传统的无线通信技术相比,可见光通信技术具有多个优势。
首先,可见光通信技术的频谱资源非常丰富,可使用的频段广泛,不会受到频谱压力的限制。
其次,可见光通信技术具有较高的安全性,由于可见光无法穿透固体物体,因此窃听和干扰的风险较低。
此外,可见光通信技术在室内环境中具有较好的适应性,可以利用室内灯具和光源进行通信,无需额外安装设备。
在电力通信网络中,可见光通信技术可以应用于多个方面。
首先,可见光通信技术可以用于电力设备之间的数据传输。
例如,在电力变电站设备之间传输实时监测数据和控制命令,以实现设备之间的互联互通。
其次,可见光通信技术还可以应用于电力消费者之间的通信。
例如,在智能电网中,可见光通信技术可以用于电力用户之间的通信,实现智能家居设备之间的互联互通。
此外,可见光通信技术还可以用于电力通信网的后端管理和监控,实现对电力设备和网络状态的实时监测和管理。
然而,尽管可见光通信技术具有许多优势,但在实际应用中仍存在一些挑战。
首先,由于可见光通信技术受到光照条件的限制,其通信距离较短。
目前,可见光通信技术的通信距离一般在几十米到几百米之间。
其次,可见光通信技术还存在受阻挡影响的问题。
由于可见光具有直线传播的特点,遮挡物会对通信质量产生严重影响。
此外,可见光通信技术还需要解决多用户接入和干扰抑制等技术难题。
为了解决可见光通信技术的挑战,研究者们在不断努力。
目前,可见光通信技术的研究重点主要集中在几个方面。
首先,研究者们正在探索新的调制和解调技术,以提升可见光通信系统的数据传输速率和可靠性。
例如,采用多载波调制和正交频分复用等技术,实现多路复用和抗干扰能力的提升。
民航座舱内可见光无线通信系统的布局研究随着航空业的不断发展和技术的不断创新,航空公司和航空制造商对飞机内部通信系统的要求也越来越高。
传统的无线通信系统在飞机上存在一些局限性,如信号干扰、安全等问题。
研究人员开始关注可见光通信技术,这种技术可以通过光信号传输数据,避免无线频段的干扰问题,提高通信的安全性和稳定性。
本文将对民航座舱内可见光无线通信系统的布局进行研究,探讨系统的优势和布局方案。
一、可见光通信技术的优势可见光通信技术是一种新型的无线通信技术,通过LED灯或激光器发射出的光信号传输数据。
相比传统的无线通信技术,可见光通信具有以下几个优势:1. 高安全性:可见光通信系统不会穿透隔墙,只能在灯光照射的范围内进行通信,因此具有很高的安全性,能有效避免信息被窃听和干扰的风险。
2. 无干扰:由于可见光通信系统工作在可见光波段,不受无线频段的干扰,通信质量更加稳定可靠。
3. 高速率:可见光通信系统具有高传输速率的特点,可以满足多种高带宽应用的需求。
4. 低成本:可见光通信系统可以利用现有的照明设备进行布局,不需要额外的设备投资,具有较低的成本。
二、座舱内可见光无线通信系统的布局在民航座舱内布局可见光无线通信系统时,需要考虑飞行安全、通信覆盖范围和设备布局等因素。
下面将针对这些因素进行布局研究:1. 通信覆盖范围的确定座舱内的可见光无线通信系统需要覆盖整个飞机内部空间,包括头等舱、商务舱和经济舱等区域。
为了保证通信的连续性和稳定性,需要对通信覆盖范围进行合理规划和布局。
2. 光源的选择和布局在可见光无线通信系统中,光源是非常关键的组成部分,通常采用LED灯或激光器作为光源。
在座舱内布局光源时,需要考虑以下几点:(1)选择合适的光源类型和数量,保证光通信系统在整个座舱内具有良好的覆盖范围和通信质量。
(2)根据座舱内的布局和结构特点,精确布置光源,避免光信号的遮挡和干扰。
4. 安全性和飞行安全考虑在座舱内布局可见光无线通信系统时,需要充分考虑飞行安全的因素。
民航座舱内可见光无线通信系统的布局研究随着无线通信技术的快速发展,无线通信已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分,而在民航行业中,无线通信技术同样也扮演着关键的角色。
航空无线通信设备的使用不仅可以提高航空安全,还可为乘客提供更加便捷的服务。
一、可见光无线通信系统的基本原理和特点可见光无线通信系统(Visible Light Communication,简称VLC)是一种利用LED灯光进行通信的新型无线通信技术,它通过调制LED灯光的亮度来传送信息,从而实现数据传输和通信的目的。
VLC技术具有以下几个特点:1. 高速传输:VLC技术可以实现Gbps级别的高速数据传输,通信速度比传统的无线通信技术更快。
2. 低功耗:VLC技术采用LED灯光进行通信,相比其他无线通信技术,功耗更低,更加节能环保。
3. 安全性高:VLC技术通过LED灯光进行通信,不受电磁辐射干扰,通信安全性更高。
4. 隐蔽性好:VLC技术可以实现局限于室内的通信,不会干扰到其他无线网络设备的正常使用。
1. 布局原则对于民航座舱内的可见光无线通信系统来说,最重要的是要保证通信的质量和稳定性。
因此在布局时需要遵循以下原则:1. 尽可能避免遮挡:座舱内的各种物品会对LED灯光进行遮挡,影响通信效果,因此在安装灯光时需要选择合适的位置,尽可能避免灯光被遮挡。
2. 安装合适数量的LED灯:LED灯光的数量直接影响信号的强弱和通信质量,因此在安装时需要根据座舱大小和座位数量来确定合适的LED灯光数量。
3. 合理分布:为了保证通信信号的全部覆盖和稳定,需要在座舱内合理分布LED灯光。
2. 布局设计1. 飞机座位功率箱上方LED灯光:LED灯光的数量和安装位置需要根据座位数量和座位布局来确定,保证LED灯光能够照亮整个座位区域。
2. 飞行员舱顶部LED灯光:飞行员舱内的LED灯光需要分布在不同的位置,保证全面覆盖。
3. 行李架LED灯光:行李架上的LED灯光可以为乘客提供照明服务,同时也可以作为通信灯光使用。
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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。
可见光通信系统研究摘要目前室内无线通信能满足要求的最好选择就是白光LED。
白光LED在提供室内照明的同时,被用作通信光源有望实现室内无线高速数据接入。
目前,商品化的大功率白光LED功率已经达到5W,发光效率也已经达到90lm/W,其发光效率(流明效率)已经超过白炽灯,接近荧光灯。
白光LED的光效超过100lm/W并达到200lm/W(可以完全取代现有的照明设备)在不久的将来即可实现。
因而LED照明光通信技术具有极大的发展前景,已引起人们的广泛关注和研究。
论文主要对基于白光LED的室内可见光通信系统进行了研究。
本文在对白光LED用作通信光源时的伏安特性、光谱特性和调制特性等物理特性做深入分析的基础上,重点研究了白光LED照明光源通信系统的组成结构和系统设计,并设计出了白光LED调制和发射电路。
给出了一种求LED照明灯室内布局的方法,仿真结果表明,该方法可以较好地解决可见光通信系统的室内LED照明灯的最优布局问题。
采用直射式链路形式和光强度调制一直接检测技术,可以实现对白光LED的高速调制,并设计出了用于接收可见光信号和信号解调的光接收电路,完成了白光LED的可见光通信收发实验并给出了实验结果。
绪论VLCVLC是一种在白光LED技术上发展起来的新兴的无线光通信技术。
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。
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。
与FSO和射频通信相比,VLC主要有一下几个优点:1 可见光对人体相对安全,无伤害。
Vlc系统主要使用室内LED照明灯来传送数据,对人体辐射小。
2 VLC无处不在。
几乎生活中的每一处都有照明灯,因此用于通信的照明灯可以安装在任何地方,可以比较方便的传输无线数据。
3 发射功率较高。
相比于红外通信,由于红外通信对人的眼睛损伤较大,发射功率需要压制到相当低,系统的性能因此将受到严重的限制。
而对于射频通信,其射频信号对人体的损伤又比较大,也需要限制其功率。
儿VLC中是可见光传输信息,因此功率可以比较高。
4 不需要无线电频谱的认证。
目前可见光的频率应用较少,不受限制。
5 没有电磁干扰。
这个优点可以允许可见光通信应用于医院,飞机等处。
可见光技术概述可见光通信简介可见光通信技术,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。
可见光通信的发展此技术在日本首先开展。
日本大学的日本KEIO大学的Tanaka等人和SONY计算机科学研究所的Haruyama在2000年提出了利用LED照明灯作为通信基站进行信息无线传输的室内通信系统。
他们以Gfeller和Bapst的室内光传输信道为传输模型,将信道分为直接信道和反射信道两部分,并认为LED光源满足朗伯(Lambertian)照射形式,且以强度调制直接检测(IM-DD)为光调制形式进行了建模仿真,获得了数据率、误码率以及接收功率等之间的关系。
认为当传送数据率在10Mbps以下的系统是可行的,码间干扰(InterSymbol Interference, ISI)和多径效应是影响系统性能的两大因素。
2001年,Tanaka等人在原来的基础上分别采用OOK_RZ调制方式与OFDM调制方式对系统进行了仿真,结果表明::当传送数据率在100Mbps以下时这两种调制技术都是可行的,当数据率大于100Mbps时,OFDM调制技术优于OOK_RZ调制技术。
2005年,日本国土交通省在关西国际机场,对旅客在抵达机场到登机之前的候机时间内利用可见光通信的用途进行了实证实验。
除国土交通省外,松下电器产业、松下电工、NTT DoCoMo、中川研究所以及日本航空也参与了实验。
发布资料显示,荧光灯可实现10kbit/秒,LED可实现数十Mbit/秒的通信速度。
2008年,以图像传感器作为接收机,利用灯塔和交通信号机的LED 可见光通信实验取得了成功。
利用灯塔的光传递信息时的传输速度方面,通信距离为2km时为1022bit/秒,通信距离为1km时为1200bit/秒。
此次实验实现的2km通信距离在当时是采用广泛扩散光源的空间光通信方式中全球最长的距离。
该实验在千叶县的九十九里浜进行,是作为由海上保安厅、卡西欧计算机和东芝参加的“灯塔子项目”的一环实施的。
室内LED可见光通信关键技术VLC作为一种无线的光通信方式,其系统包括下行链路和上行链路两部分。
下行链路包括发射和接收两部分。
其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。
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。
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。
21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可见光通信系统中,光源起着至关重要的作用。
作为室内照明设备,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。
室内无线光通信的基本链接方式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;而室内光通信就决定了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。
室内无线光通信系统的链路方式有很多种,根据以下两点就可以很容易的将他们区分开来。
第一点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。
区分链接方式的第二点是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。