文献来源wwwnet 1 可见光通信及其关键技术研究 半导体光电 2006/02 推荐 下载阅读CAJ格式全文 下载阅读PDF格式全文 【英文篇名】 Visible Light Communication and Research on Its Key Techniques 【作者中文名】 丁德强; 柯熙政; 【作者英文名】 DING De-qiang~（1; 2）; KE Xi-zheng~1（1Xi'an Communication College; Xi'an 710106; CHN）; 【作者单位】 西安理工大学自动化与信息工程学院; 西安理工大学自动化与信息工程学院 陕西西安; 西安通信学院; 陕西西安; 【文献出处】 半导体光电, Semiconductor Optoelectronics, 编辑部邮箱 2006年 02期 期刊荣誉：中文核心期刊要目总览 ASPT来源刊 CJFD收录刊 【关键词】 可见光通信; 白光LED; 视场; 码间干扰; 【英文关键词】 visible light communication; white LED; field of view; inter symbol interference; 【摘要】 可见光通信系统采用白光发光二极管(LED)作为光源,因而系统具有通信与照明的双重作用,极大地节约了能源。描述了可见光通信的结构与特点,对可见光通信的一些关键技术做了简单的研究,并介绍了可见光通信的发展动态。 【英文摘要】 The visible light communication(VLC) is a kind of optical wireless communication that uses the white LEDsThe configuration,characteristics and key techniques of visible light communication are described 【基金】 陕西省“火矩计划”项目(2002HK52);; 陕西省教育厅科技资助项目(04JK247) 2 光通信 可见与红外、紫外通信 中国光学与应用光学文摘 2006/013 3 光通信 可见与红外、紫外通信 中国光学与应用光学文摘 2006/03 4 光通信 可见与红外、紫外通信 中国光学与应用光学文摘 2006/05 5 光通信 可见与红外、紫外通信 中国光学与应用光学文摘 2005/06 6 光通信 可见与红外、紫外通信 中国光学与应用光学文摘 2005/04本回答由提问者推荐
这个具体点的任务书文章需求有没有的呢
1、天上、地下都有用：可见光通信不会产生电磁干扰，因此当其应用于飞机等环境之中，乘客在飞机上使用终端设备将变得更加的自由；而对于在水下、矿下作业的工人来说，仅靠一束光，就能实现通话和数据传输，相信将会进一步提升工作效率。2构筑智慧生活：借助可见光通信的特性，早上我们起床打开灯，就能通过各种终端设备（电视、平板、手机等）在第一时间了解今天的天气状况、得知最新的出行信息、以及国内 外重要新闻等等；而家庭成员间分享数据信息时，更可实现“秒传”。
大家好，我是小枣君。
以前小枣君和大家说过，我们现在的无线通信，都是基于电磁波的通信。
电磁波通信，必须要占用频谱资源。虽然看不见，摸不着，但是频谱资源是非常宝贵的。
一直以来，我们主要是使用“电波”进行无线通信，用电波的频谱资源。
电波的频谱资源东分一点，西分一点，已经没剩下多少了。
电波不够用，人们自然会想，那是不是可以用光波呢？
光波频率资源丰富，频段宽阔，所以速度比电波快得多。
利用光波进行无线通信的技术，通常就称为“光通信”。
注意了，我们平时经常所说的光通信，更多的是指光纤通信。实际上，光纤通信属于有线通信。
但是没办法，名字已经被大家叫习惯了，再抢回来也难了。。。
于是，为了和光纤通信进行区分，我们的“真·光通信”又被叫做“可见光通信”（Visible Light Communication，VLC）。它有属于自己的标准——IEEE 8027 VLC。
它的准确定义是：利用可见光波段的光作为信息载体，在空气中直接传输光信号的通信方式。
这几年到处都很火的“Li-Fi”，就是“可见光通信”技术中的一种。
2011年，德国物理学家哈拉尔德·哈斯（Harald Haas）和他在英国爱丁堡大学的团队发明了一种专利技术，利用闪烁的灯光来传输数字信息，这就是Li-Fi。
Li-Fi，光保真技术（Light Fidelity）。是不是觉得这个名字和Wi-Fi很像？之所以这么命名，就是因为它的应用场景和Wi-Fi很像，而且当时人们觉得它很可能会取代Wi-Fi
可见光通信早在2000年左右就提出来了，发源地是日本。
可见光通信的诞生前提就是LED技术的飞速发展。
LED自从诞生以来，以每十年亮度提高20倍，价钱降低100倍的速度发展，技术日趋成熟，功能不断完善。
据国外媒体报道，牛津大学的研究人员已完成100Gbps可见光通信试验，并命名为“超并行可见光通信”，甚至预测该通信系统的最高速率能达到3Tbps！
高速率是可见光通信的最大优势，也是业界普遍看好其前景的主要原因。
除了速率之外，可见光通信还有很多其它方面的优势。
据统计，2020年支持Wi-Fi无线连接的设备将达17亿台，但随着设备的进一步增加，2025年基于传统RF（射频）技术的Wi-Fi网络可能无法满足设备连接需求。
蜂窝通信方面，只我们中国，移动通信基站有差不多600万个，大部分能量都用于冷却，效率只有5%。
LED光源就不一样了，目前全球LED灯泡就有大约400亿个。只需给这些LED灯泡加一个微芯片，就能改造成信号发射器，形成的通信网络规模是非常惊人的。这样做的成本也比部署Wi-Fi热点低得多，也不必新建基础设施。
而且，前面也说了，无线电波的频谱资源日趋紧张，网络已经变得拥挤不堪。可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍，意味着能带来更高的带宽，可以使用的资源也非常丰富。使用光通信，完全不用担心频谱不够用的问题，同时还能缓解全球无线频谱资源短缺的现状。
此外，可见光对于人类来说是绿色的、无辐射伤害的一种物质。因此用光来作为无线通信的媒质，是一种对人类发展更健康，更可取的方向。同时用光来通信能降低能耗，因为不需要像基站那样提供额外的能耗，更加环保。
如果算上安全的话，也是一个优点，可见光通信，把光线一挡，就泄露不出去了。。。
但是，可见光通信的缺点其实也非常多。
首先，大家应该已经想到了，像Li-Fi这样的东东，你下行速率还好说，上行怎么办呢？手机上也装个电灯泡？
然后，环境光源干扰。在封闭的室内用用是没问题，到了室外，光源杂乱，这个受影响就很大。
再有，就是距离，可见光通信的速率看上去很高，但是实验室里面都是短距离理想环境下测试，你不可能拿着手机挨着灯泡上网，你稍微离远点，速率就下降得厉害。而且，如果你背对着光源，挡住了光，就没信号了。。。
总而言之，可见光通信确实在理论传输速率、部署、成本、零电磁辐射等方面“秒杀”传统射频通信。但是指望它短时间内替换掉Wi-Fi或基站，肯定是不可能滴。以后如果光通信发展得好，它应该会和现有通信技术进行搭配使用，或者在某些特定场合下先用起来。
我们还是耐心等待吧！ ^_^
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经工业和信息化部测试认证，我国“可见光通信系统关键技术研究”近日获得重大突破，实时通信速率提高至50Gbps（比特每秒），相当于0．2秒即可完成一部高清电影的下载。 可见光通信是利用半导体照明（LED灯）的光线实现“有光照就能上网”的新型高速数据传输技术。可见光通信技术绿色低碳、可实现近乎零耗能通信，还可有效避免无线电通信电磁信号泄露等弱点，快速构建抗干扰、抗截获的安全信息空间。我国信息领域著名专家、中国工程院院士邬江兴介绍说，目前，全球大约拥有440亿盏灯具构成的照明网络，数百亿的LED照明设备与其它设备融合将构筑一个巨大的可见光通信网。可以设想，未来实现大规模可见光通信后，每盏灯都可以当做一个高速网络热点，人们等车的时候在路灯下就可下载几部电影，在飞机、高铁上也可借助LED光源无线高速上网，满足室内网、物联网、车联网、工业4．0、安全支付、智慧城市、国防通信、武器装备、电磁敏感区域等网络末端无线通信需求，为互联网+提供一种崭新的廉价接入方法。邬江兴预测，在未来数十年内，信息的传输量将超出现有无线电频谱的承载能力，可见光通信技术可有效突破无线电频谱资源严重匮乏的困局，是具有广阔应用前景的下一代无线通信技术之一，可形成万亿级年产值的战略性新兴产业。高速传输一直是可见光通信领域研究的焦点课题之一，解放军信息工程大学于宏毅研发团队采用光学和电学相协同的处理方法，突破了可见光空间通道互干扰高效抑制等关键技术，进入集成化、微型化设计与实现阶段。这所大学是国内较早从事可见光通信技术研发的科研单位，2013年牵头承担了我国首个可见光863计划项目，并组建了“中国可见光通信产业技术联盟”。经过3年多的科技攻关，先后研发成功“可见光点播电视业务”“可见光新型无线广播”“可见光精确定位”等应用示范系统。LED无线通信的研究在日本首先开展将LED照明灯组成可见光无线通信系统的研究工作，在日本首先开展，并得到日本政府的重视。在2006-11-28发布的科技日报报道：“日本总务省计划与NTT研究所及NEC公司等联手，共同开发一种利用照明灯光传输高速信息的“可见光通信”系统。日本政府将把这一技术作为下一代宽带网普及，预计在5年内实用化“。室内白光LED无线通信的研究在日本首先开展。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[4]。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[6]，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。Tanaka和Komine等人的具体分析2002年, Tanaka和Komine等人对LED可见光无线通信系统展开了具体分析[7]，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，求出了系统所需的LED单元灯的基本功率要求，并分别以OOK_RZ、OOK_NRZ、m-PPM调制方式进行仿真分析,得到了不同条件下的误码率大小。同年Komine等研究了由墙壁反射引起的多径效应对可见光无线系统造成的影响，分别以OOK、2-PPM、4-PPM、8-PPM调制方式进行仿真，结果表明：在数据率小于60Mbps，接收视场角小于50度的条件下，采用8-PPM调制方式可有效克服墙壁反射引起的多径效应。以后, Komine等继续对LED单元灯的设计布局、可见光传播信道（分直达信道和反射信道两部分）、室内人员走动导致的反射阴影、墙壁反射光,码间干扰对系统性能的影响等展开研究[8]，并得出了不同接收视场角和不同数据传送率下各因素对系统性能的影响曲线。同年，Komine等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[9]。2005年, Komine等利用基于最小均方误差算法的自适应均衡技术来克服码间干扰(ISI) [10]。仿真表明在数据率为400Mbps以下时，FIR均衡器和DFE均衡器都可有效减少ISI的影响，当数据率高于400Mbps时，DFE均衡器更能有效克服ISI。应用前景非常看好国内在这方面的研究刚刚起步，暨南大学光电工程系的陈长缨教授对LED发光特性、室内通信链路和信道模型进行了初步的研究 [11]。总之，LED照明光无线通信在国外也还出在起步和摸索阶段，但其应用前景非常看好，不仅可以用于室内无线接入，还可以为城市车辆的移动导航及定位提供一种全新的方法。汽车照明灯基本都采用LED灯，可以组成汽车与交通控制中心、交通信号灯至汽车、汽车至汽车的通信链路。这也是LED可见光无线通信在智能交通系统的发展方向。
WiFi技术已经越来越普及，不过抱怨无线信号不稳定、上网速度慢、WiFi热点太少而用的人也越来越多。现在，有一项新技术可能会让这些问题得到解决。 电灯泡一直以来被视作发明家梦寐以求的灵感闪现的象征。不过对德国物理学家Herald Haas来说，电灯泡本身给他带来了灵感。Haas和他爱丁堡大学的团队发明了一项专利技术，利用一束闪光来无线传输数字信息，这类技术通常被称作可见光通信(VLC)。 Haas表示：“我最大的设想就是将电灯泡变为宽带通信设备。这样电灯泡不仅能提供照明，也将成为一款必要的工具。”Haas认为，通过给普通的LED灯泡加装微芯片，使灯泡以极快的速度闪烁，就可以利用灯泡发送数据。而灯泡的闪烁频率达到每秒数百万次。 通过这种方式，LED灯泡可以快速传输二进制编码。但对裸眼来说，这样的闪烁是不可见的，只有光敏接收器才能探测。Haas表示：“这类似于通过火炬发送莫尔斯码，但速度更快，并使用了计算机能理解的字母表。” 这一技术意味着，只要你拥有电灯泡，就可以获得无线互联网连接。目前全世界的电灯泡数量约有140亿盏。实际上，这也意味着任何路灯都可以成为互联网接入点。 不过，被昵称为“Li-Fi”的可见光通信技术并不只是能提升互联网的覆盖范围。作为无线数据传输的最主要技术，WiFi利用了射频信号。然而，无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部分。而随着用户对无线互联网需求的增长，可用的射频频谱正越来越少。 例如，当在咖啡店中上网时，如果周围上网的人越来越多，那么你会发现网速变得很慢。3G移动网络也是如此。与此同时，根据思科的数据，每年通过移动设备发送的信息量都在翻番。 Haas表示，他的技术将是问题解决方案的重要一部分。他表示：“可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍。”这意味着可见光通信能带来更高的带宽。Haas表示，“Li-Fi”技术能带来高达1Gbps的数据传输速度。 Haas认为，他的技术有一个重要优点，这就是不需要再新建任何基础设施。而传统射频信号的发射需要能量密集的设备。他表示：“我们使用现有设备。可见光频谱没有得到利用，没有得到监管，我们可以进行高速通信。” 不过这一技术也有着自身的局限。雅典Harokopio大学信息学讲师Thomas Kamalakis推荐了Haas的技术，但也表示该技术的潜力不应被高估。他表示：“一个明显的问题是，可见光无法穿透物体，因此如果接收器被阻挡，那么信号将被切断。” 英国华威大学工程学院助理教授Mark Leeson也持相同看法。他提出：“问题在于，我们的手机如何使用可见光来通信？” Haas表示，这是两个现实问题，但他也有简单的临时解决方法。“如果光信号被阻挡，而你需要使用设备发送信息，你可以无缝地切换至射频信号。”他认为，可见光通信并不是WiFi的竞争对手，而是一种相互补充的技术，这将有助于释放频谱空间。 他表示：“我们仍需要WiFi，需要射频通信系统。你无法使用电灯泡向快速移动的物体发送数据，或是向树、墙和障碍物背后的物体发送数据。”在短期内，可见光通信已可以实现一些小范围应用。例如，可以在飞机中使用该技术，帮助手机和笔记本上网，此外也可以在水下等无线电波无法传播的场所使用该技术。 Haas指出，Li-Fi技术带来了极高的安全性，因为可见光只能沿直线传播，因此只有处在光线传播直线上的人才有可能截获信息。
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。无需WiFi信号，点一盏LED灯就能上网。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”。可见光通讯被称为Lifi 。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。可见光通讯安全又经济。科研人员不仅在实验室环境中利用可见光传输网络信号，并且实现能够“一拖四”，即点亮一盏小灯，4台电脑即可同时上网、互传网络信号。光和无线电波一样，都属于电磁波的一种，传播网络信号的基本原理是一致的。给普通的LED灯泡装上微芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，亮了表示1,灭了代表0。由于频率太快，人眼根本觉察不到，光敏传感器却可以接收到这些变化。二进制的数据就被快速编码成灯光信号并进行了有效的传输。灯光下的电脑，通过一套特制的接收装置传输信号。有灯光的地方，就有网络信号。关掉灯，网络全无。与现有WiFi相比，未来的可见光通讯安全又经济。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，在可见光通讯中“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。LED照明光通信技术
传输速率由led响应速率决定，是对没有用任何调制的情况下而言；当用某种调制时，数据率bit/s就跟调制带宽及某种调制方式时逻辑0和逻辑1如何表示、所占时隙宽度有关。带宽决定了系统的容量。万变不离其宗，这个完全可以用射频通信上的带宽概念来理解本回答被网友采纳
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