寬帶可見光通信系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)研究

余冰雁　中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所寬帶網(wǎng)絡(luò)研究部工程師

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——寬帶光傳輸專題

寬帶可見光通信系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)研究

余冰雁中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所寬帶網(wǎng)絡(luò)研究部工程師

可見光通信（VLC）是一種利用照明LED光源進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屡d無(wú)線通信技術(shù)，它具有覆蓋廣泛、綠色無(wú)電磁輻射等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸時(shí)還面臨物理帶寬有限、多光源間干擾等問(wèn)題。本文從可見光通信的技術(shù)特點(diǎn)出發(fā)，提出了VLC應(yīng)用的典型場(chǎng)景。OFDM和MIMO技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高速VLC的兩項(xiàng)主要關(guān)鍵技術(shù)。本文先后研究了基于OFDM和MIMO的高速VLC系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)未來(lái)VLC的發(fā)展趨勢(shì)及未來(lái)研究熱點(diǎn)進(jìn)行了分析。

高速可見光通信；OFDM調(diào)制技術(shù)；MIMO技術(shù)

1　引言

隨著近年來(lái)我國(guó)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，諸如高清視頻多媒體無(wú)線點(diǎn)播、高速無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用的數(shù)據(jù)流量需求呈現(xiàn)高指數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)；與此同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)概念先后興起，相關(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，帶來(lái)新的無(wú)線通信業(yè)務(wù)需求。這些對(duì)現(xiàn)有高速無(wú)線通信手段的數(shù)據(jù)承載能力提出進(jìn)一步的挑戰(zhàn)，也與有限的射頻頻譜資源形成愈發(fā)明顯的矛盾，開拓射頻之外的無(wú)線通信手段顯得尤為重要。

可見光通信（Visible light communication，VLC）是一種將照明LED燈作為信號(hào)發(fā)射機(jī)的無(wú)線光通信技術(shù)。由于照明LED燈芯具有半導(dǎo)體材料可高速調(diào)制的共性，故可以在照明光強(qiáng)基礎(chǔ)上疊加高速信號(hào)進(jìn)行傳輸，同時(shí)在接收端利用光電探測(cè)器對(duì)光信號(hào)進(jìn)行探測(cè)和后處理。當(dāng)疊加的信號(hào)頻率足夠快，超過(guò)人眼可以分辨的頻率（100Hz以上）時(shí)，就不會(huì)對(duì)正常的照明功能產(chǎn)生影響。VLC技術(shù)的興起是建立在LED照明產(chǎn)業(yè)不斷快速發(fā)展的基礎(chǔ)上的，由于LED照明具有低碳環(huán)保和節(jié)能高效的特點(diǎn)，其已經(jīng)被全球各地明確為下一代照明解決方案。包括我國(guó)在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家和地區(qū)在過(guò)去近10年來(lái)出臺(tái)了大量政策和規(guī)劃，以加快LED照明的發(fā)展和普及。到2015年，我國(guó)LED照明市場(chǎng)總產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到4000億元人民幣，且依然保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。LED照明的普及促使VLC技術(shù)在近年來(lái)獲得大量關(guān)注和快速進(jìn)展。

VLC的典型應(yīng)用場(chǎng)景是在室內(nèi)環(huán)境中提供高速數(shù)據(jù)接入和用戶定位功能。由于在室內(nèi)LED照明燈是幾乎必要存在的，這為VLC提供了良好的運(yùn)行基礎(chǔ)，同時(shí)各個(gè)照明燈的覆蓋范圍有所不同，這使得VLC有潛力提供空分復(fù)用的大容量接入功能以及為用戶提供更精確的定位功能。相比可見光定位，高速可見光通信存在較多的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸和難點(diǎn)，如照明LED的自然物理帶寬（3-dB帶寬）通常只有3～5MHz，如何利用有限的帶寬實(shí)現(xiàn)100Mbit/s甚至1Gbit/s量級(jí)的通信速率？又如在室內(nèi)多個(gè)LED光源共同提供照明的場(chǎng)景下，如何在各LED光源的覆蓋交疊區(qū)域區(qū)分待收信號(hào)和干擾，甚至進(jìn)一步利用MIMO技術(shù)實(shí)現(xiàn)空分復(fù)用提升系統(tǒng)容量？

為了更好地解決這些制約VLC實(shí)現(xiàn)高速通信的瓶頸問(wèn)題，本文將從可見光通信的技術(shù)特點(diǎn)出發(fā)，研究高速VLC系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)解決方案，分析其未來(lái)技術(shù)選擇和技術(shù)路線。

2　VLC的技術(shù)特點(diǎn)

2.1VLC的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

可見光通信作為一種利用照明LED光源作為信號(hào)發(fā)射機(jī)的無(wú)線通信技術(shù)，當(dāng)用作室內(nèi)高速接入時(shí)具有很多明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

（1）可見光的光譜覆蓋范圍為380～780nm，涵蓋405THz的帶寬，是常用射頻頻譜范圍的105倍，為實(shí)現(xiàn)高速通信提供了充足的帶寬保證。在可見光波段上，既可以利用副載波復(fù)用的技術(shù)進(jìn)行高寬帶信號(hào)的傳輸，也可以利用波分復(fù)用技術(shù)，利用不同光譜的光并行傳送多路信號(hào)。

（2）可見光通信采用光作為承載信號(hào)的載體，沒(méi)有電磁污染，可以在飛機(jī)艙內(nèi)、醫(yī)院監(jiān)護(hù)室內(nèi)、核電站等電磁敏感的環(huán)境下使用，也可以在隧道內(nèi)、礦井下等電磁信號(hào)衰減嚴(yán)重的場(chǎng)所使用。同時(shí)，由于光對(duì)障礙物具有不可透過(guò)性，使得VLC在密閉空間具有高度的保密性，在空間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信場(chǎng)景下也具有相比射頻通信高得多的保密性。

（3）照明LED的泛在性為VLC的普及提供了基礎(chǔ)，節(jié)省了大量布設(shè)技術(shù)設(shè)施的成本。在室內(nèi)照明中，室內(nèi)各點(diǎn)光照度的一致性、均勻性是照明設(shè)計(jì)的必要考慮因素，這點(diǎn)也同時(shí)保證了VLC系統(tǒng)中接收端在室內(nèi)各點(diǎn)時(shí)接收信號(hào)功率的一致性，使得接收端的信號(hào)強(qiáng)度在通常情況下不會(huì)出現(xiàn)頻繁的大尺度衰落，有助于簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提升系統(tǒng)性能。

2.2VLC的技術(shù)難點(diǎn)

盡管VLC技術(shù)存在諸多天然優(yōu)勢(shì)，但當(dāng)它用于高速無(wú)線接入時(shí)，依然存在一些技術(shù)和性能上的難點(diǎn)，這主要包括：

（1）照明LED的自然物理帶寬較小，常用的照明LED光源的3-dB帶寬通常只有3～5MHz，在此帶寬基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸面臨挑戰(zhàn)。在技術(shù)方面需要一方面盡量擴(kuò)展可用數(shù)據(jù)傳輸帶寬，一方面優(yōu)化資源在頻帶上的分配策略。

圖1　室內(nèi)可見光通信應(yīng)用場(chǎng)景

（2）室內(nèi)多光源照明場(chǎng)景下，相鄰光源之間信號(hào)干擾明顯。為了實(shí)現(xiàn)照明一致性，相鄰光源之間存在明顯的覆蓋交疊區(qū)，在交疊區(qū)域內(nèi)的信號(hào)存在相互干擾的問(wèn)題。在實(shí)現(xiàn)高速VLC時(shí)，需要考慮抑制此類干擾的技術(shù)方案；進(jìn)一步需要考慮通過(guò)空分復(fù)用轉(zhuǎn)化干擾為增益，利用相鄰的多個(gè)光源同時(shí)并行傳輸信息，提高通信速率。

（3）在VLC系統(tǒng)中，環(huán)境干擾問(wèn)題明顯。一方面環(huán)境中的背景光有可能工作在和VLC系統(tǒng)相同的光譜波段，會(huì)為系統(tǒng)引入明顯的背景光噪聲；另一方面環(huán)境中其他物體的移動(dòng)可能會(huì)造成VLC鏈路的暫時(shí)中斷，影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性，同時(shí)對(duì)鏈路快速恢復(fù)技術(shù)提出較高的要求。

2.3VLC應(yīng)用場(chǎng)景分析

由于VLC具有諸多明顯的優(yōu)勢(shì)和技術(shù)挑戰(zhàn)，加之它與照明的天然結(jié)合，VLC的主要應(yīng)用場(chǎng)景可以歸納為如圖1所示的情況。在室內(nèi)環(huán)境下，照明LED為室內(nèi)的智能設(shè)備提供高速接入的能力；如果在一間房屋內(nèi)同時(shí)存在多個(gè)光源，多個(gè)光源之間需要協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高速接入；同時(shí)，VLC需要與Wi-Fi、光纖接入網(wǎng)、電力線通信等已有通信手段融合，共同實(shí)現(xiàn)家庭接入的功能。

3　寬帶VLC關(guān)鍵技術(shù)路線

3.1VLC技術(shù)研究進(jìn)程

針對(duì)VLC的典型應(yīng)用場(chǎng)景及其在技術(shù)、器件特點(diǎn)和性能方面的難點(diǎn)，當(dāng)前針對(duì)高速VLC的研究主要集中在以下3方面：

（1）正交頻分復(fù)用（OFDM）調(diào)制技術(shù)、多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)等高速通信技術(shù)的理論研究。

（2）OFDM中抑制信號(hào)峰均功率比（Peak-to-Average Power Ratio，PAPR）、MIMO中優(yōu)化資源分配算法等系統(tǒng)優(yōu)化算法研究。

（3）探索新型照明LED材料以及研究照明通信一體化等新興課題研究。在OFDM調(diào)制技術(shù)方面，有許多研究精力被投入到探索和實(shí)現(xiàn)更高的調(diào)制階數(shù)、功率以及更大帶寬上，也有部分研究關(guān)注于各類高效的光OFDM實(shí)現(xiàn)方案。在MIMO技術(shù)方面，成像MIMO和非成像MIMO技術(shù)均被廣泛研究，其中成像MIMO增益較強(qiáng)，非成像MIMO具有視場(chǎng)角較大、系統(tǒng)器件的復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)。由于OFDM和MIMO技術(shù)均能直接、明顯地提升VLC系統(tǒng)容量，并且兩種技術(shù)可以相互配合實(shí)現(xiàn)疊加，因此本文主要對(duì)這兩種關(guān)鍵技術(shù)開展研究。

3.2基于OFDM技術(shù)的寬帶VLC研究

基于OFDM的VLC系統(tǒng)十分適用于高速傳輸?shù)膽?yīng)用場(chǎng)景，這是由于OFDM能有效地提高帶寬利用效率、解決碼間干擾問(wèn)題、通過(guò)功率分配機(jī)制提高能量利用效率。

圖2是一個(gè)典型的基于OFDM的VLC系統(tǒng)框圖，二進(jìn)制信號(hào)依次通過(guò)星座映射、串/并轉(zhuǎn)換、功率分配、反傅里葉變換（IFFT）實(shí)現(xiàn)正交調(diào)制，在經(jīng)過(guò)并/串轉(zhuǎn)換和數(shù)/模轉(zhuǎn)換后即可注入LED。由于在VLC中用光強(qiáng)表示信號(hào)，要求信號(hào)必須是非負(fù)實(shí)數(shù)，故與傳統(tǒng)的射頻OFDM發(fā)射機(jī)不同，在基于OFDM的VLC發(fā)射機(jī)中，需要加入紅圈標(biāo)識(shí)的共軛對(duì)稱模塊。在該模塊中，將符號(hào)向量進(jìn)行對(duì)稱共軛后與原信號(hào)合并組成新的向量，由于其共軛對(duì)稱的特點(diǎn)，IFFT結(jié)果的虛部為0，從而使得待發(fā)射信號(hào)滿足實(shí)數(shù)性的要求。

在基于OFDM的VLC系統(tǒng)中需要重點(diǎn)解決信號(hào)PAPR過(guò)高和比特功率分配算法的問(wèn)題。照明LED具有明顯的非線性特征，在LED的準(zhǔn)線性區(qū)，發(fā)光強(qiáng)度隨著輸入電壓正比例變化，但在輸入電壓過(guò)大或者較小的時(shí)候，發(fā)光強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)飽和或者截止的情況，如圖3所示。與此同時(shí)，原生的OFDM信號(hào)具有較高的PAPR，在LED非線性模型下，為了保證信號(hào)不出現(xiàn)較強(qiáng)的非線性失真，只能將信號(hào)平均功率控制在較低的水平，這種情況是不利于提升信號(hào)質(zhì)量、提高接收端信噪比的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，有必要對(duì)OFDM信號(hào)進(jìn)行修改和調(diào)整，控制其PAPR，從而有效地提升系統(tǒng)容量。常用的限制PAPR的技術(shù)手段包括限幅法、壓縮擴(kuò)展法、部分傳輸序列等。此外，在OFDM參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，可以在滿足其他約束條件的前提下將OFDM子載波數(shù)目控制得盡量少，因?yàn)樽虞d波數(shù)目較少時(shí)，信號(hào)PAPR相對(duì)較小。

圖2　基于OFDM的VLC系統(tǒng)框圖

圖3　典型LED的非線性特性

典型LED光源的另一個(gè)特點(diǎn)是頻率衰減較為明顯。通常有藍(lán)色燈芯配合黃色熒光粉組成的LED光源只具有3～5MHz的3-dB帶寬，如果在接收端加入藍(lán)光濾光片抑制響應(yīng)較慢的熒光粉分量，對(duì)應(yīng)的3-dB帶寬可以提升至近10MHz，但是會(huì)相應(yīng)地?fù)p失部分接收功率，如圖4所示。如果不對(duì)原生OFDM信號(hào)進(jìn)行任何處理就將其調(diào)制到LED光源上，那么信號(hào)的高頻部分會(huì)明顯比低頻部分承受更高的衰減，使得在高斯白噪聲環(huán)境下，高頻部分的信噪比明顯較差。為了彌補(bǔ)這種由于頻率衰減而導(dǎo)致的接收端信噪比不均衡的狀態(tài)，可以在OFDM信號(hào)生成的時(shí)候使用比特功率分配技術(shù)。在比特進(jìn)行星座映射時(shí)，根據(jù)各個(gè)子載波對(duì)應(yīng)的頻率衰減程度，在衰減較小的低頻子載波上分配較多的比特（即較高的調(diào)制階數(shù)）和功率，在衰減較大的高頻子載波上分配較少的比特和功率，這使得功率的利用效率更高，系統(tǒng)可達(dá)的最大傳輸速率得以提升。如果信號(hào)帶寬較寬（如超過(guò)50MHz），那么LED光源對(duì)于最高頻子載波和最低頻子載波的衰減值差距將會(huì)較大（超過(guò)20dB），此時(shí)為了保證高頻子載波的信號(hào)質(zhì)量，對(duì)于接收機(jī)靈敏度、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）量化精度的要求都會(huì)大大提高。為了降低系統(tǒng)成本和復(fù)雜度，可以采用均衡技術(shù)，將LED的低頻衰減增加，并對(duì)高頻衰減進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)相對(duì)平穩(wěn)的頻響特性。

圖4　典型LED的頻響特性

3.3基于MIMO技術(shù)的寬帶VLC研究

MIMO技術(shù)是指使用多個(gè)發(fā)射端和接收端進(jìn)行聯(lián)合通信的技術(shù)，是提升無(wú)線通信系統(tǒng)的通信速率的一種重要手段。在室內(nèi)可見光通信領(lǐng)域，由于很多室內(nèi)照明系統(tǒng)中會(huì)包含多個(gè)照明LED燈，而每個(gè)燈都可以作為VLC的發(fā)射端，因此MIMO也會(huì)很自然地被考慮應(yīng)用于室內(nèi)VLC中。在VLC系統(tǒng)中的MIMO技術(shù)可以按照發(fā)射端信號(hào)承載方式分為分集式MIMO和復(fù)用式MIMO，也可以按照接收端形態(tài)分為成像MIMO和非成像MIMO。

分集式MIMO的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和幀結(jié)構(gòu)如圖5所示。在發(fā)射端，多個(gè)LED發(fā)送一致的信號(hào)，接收端的多個(gè)接收天線（即多個(gè)獨(dú)立的光電探測(cè)器）接收到的信號(hào)可以通過(guò)最大比合并（MRC）或者等增益合并（EGC）等方式進(jìn)行合并處理。這種分集方案的優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、復(fù)雜度低，而且能夠有效地提高信號(hào)質(zhì)量，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。在分集式MIMO中，各個(gè)LED光源采用相同的幀結(jié)構(gòu)，均是“訓(xùn)練序列+數(shù)據(jù)包”的形式。

圖5　分集式MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和幀結(jié)構(gòu)

復(fù)用式MIMO的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和幀結(jié)構(gòu)如圖6所示。在發(fā)射端，每個(gè)LED分別發(fā)送不同的信號(hào)，在接收端，不同的接收天線可以接收來(lái)自不同光源的信號(hào)，因此通過(guò)訓(xùn)練序列的輔助可以獲得系統(tǒng)的信道矩陣，進(jìn)而可以對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行迫零（ZF）或者最小均方誤差（MMSE）解調(diào)。復(fù)用式MIMO方案由于采用了多個(gè)光源并行發(fā)送數(shù)據(jù)，故它的優(yōu)勢(shì)在于可以大大提高系統(tǒng)傳輸速率。由于接收端在解調(diào)信號(hào)時(shí)需要得知每個(gè)接收天線相對(duì)于每個(gè)LED光源的響應(yīng)，因此復(fù)用式MIMO的信號(hào)幀結(jié)構(gòu)中，需要為每個(gè)LED光源留出一塊專用的訓(xùn)練時(shí)隙，此時(shí)隙內(nèi)只有一個(gè)特定的LED發(fā)送訓(xùn)練序列。在每個(gè)LED完成訓(xùn)練序列發(fā)送后，各LED可以同時(shí)發(fā)送不同的數(shù)據(jù)包。

在MIMO接收機(jī)方面有非成像接收機(jī)和成像接收機(jī)兩種主要類型。由于VLC采用光強(qiáng)承載信號(hào)，而為了提高M(jìn)IMO系統(tǒng)的性能增益必須要求接收端各個(gè)天線接收的信號(hào)之間存在明顯差異性，故非成像接收機(jī)通常采用角度分集接收的方式，即各個(gè)接收天線的朝向不同，如圖7左圖所示。而如果采用成像MIMO接收機(jī)，成像透鏡能將信號(hào)發(fā)射端的不同LED光源映射到下方接收天線陣列的不同的陣元上，各接收天線接收信號(hào)的差異性容易得到滿足，如圖7右圖所示。非成像MIMO系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，無(wú)需配備透鏡系統(tǒng)，系統(tǒng)體積較小，視場(chǎng)角較大；成像MIMO系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，通常體積較大，但是它對(duì)于各發(fā)射光源的區(qū)分性好于非成像MIMO接收機(jī)，能獲得更高的系統(tǒng)性能增益。

圖6　復(fù)用式MIMO的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和幀結(jié)構(gòu)

圖7　非成像接收機(jī)（左）和成像接收機(jī)（右）

4　寬帶VLC發(fā)展趨勢(shì)展望

OFDM和MIMO技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高速VLC系統(tǒng)的基本關(guān)鍵技術(shù)，隨著對(duì)VLC技術(shù)的科學(xué)研究不斷深入，上述問(wèn)題相應(yīng)的技術(shù)解決方案也在不斷優(yōu)化。至今為止，采用單個(gè)商用LED光源、基于OFDM技術(shù)的VLC可達(dá)速率已經(jīng)超過(guò)2Gbit/s，而采用MIMO技術(shù)的VLC可達(dá)速率已經(jīng)突破50Gbit/s，這也證明了VLC在理論上具有成為高速接入手段的可行性。但與此同時(shí)，在VLC規(guī)模性普及使用之前，還有一些關(guān)鍵問(wèn)題需要解決。比如，在用戶終端移動(dòng)的狀態(tài)下動(dòng)態(tài)維持系統(tǒng)資源分配的問(wèn)題、用戶終端從某一光源下移動(dòng)至另一光源下的切換問(wèn)題、相鄰光源指之間干擾抑制問(wèn)題、VLC 與Wi-Fi和電力線載波等已有通信方式異構(gòu)融合的問(wèn)題、VLC鏈路臨時(shí)被阻隔時(shí)切換至備用通信手段的問(wèn)題以及鏈路恢復(fù)后通信功能快速恢復(fù)的問(wèn)題等。這些問(wèn)題尚未有明確的、共識(shí)的技術(shù)手段可以適用，還需要相關(guān)領(lǐng)域的科研人員不斷深入挖掘和嘗試，得到合理的解決方案。盡管VLC在產(chǎn)業(yè)化的道路上依然存在諸多問(wèn)題，但仍要看到高速VLC存在典型的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，它面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)如移動(dòng)切換、網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合等均是當(dāng)前熱門的研究方向，研究的可行性已被從各方面進(jìn)行論證，相關(guān)課題已經(jīng)被列入國(guó)家近期重點(diǎn)研究計(jì)劃的范疇內(nèi)，在未來(lái)幾年內(nèi)有望獲得突破性進(jìn)展。因此，有理由相信隨著VLC技術(shù)的不斷進(jìn)步，它終會(huì)成為能和已有接入技術(shù)融合互補(bǔ)的新興高速接入手段。

5　結(jié)束語(yǔ)

本文從可見光通信的技術(shù)特點(diǎn)出發(fā)，分析了VLC的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和技術(shù)難點(diǎn)，并提出了VLC應(yīng)用的典型場(chǎng)景。在此場(chǎng)景下，OFDM和MIMO技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高速VLC的兩項(xiàng)主要關(guān)鍵技術(shù)。本文先后研究了基于OFDM和MIMO的高速VLC系統(tǒng)中非線性與PAPR的問(wèn)題、比特功率分配問(wèn)題、分集式與復(fù)用式MIMO問(wèn)題、成像/非成像接收機(jī)的問(wèn)題。進(jìn)而，本文對(duì)未來(lái)VLC的研究發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析概述，指出VLC終會(huì)成為與已有接入技術(shù)融合互補(bǔ)的新興高速接入手段。

［1］余冰雁.基于照明LED的室內(nèi)高速可見光通信關(guān)鍵技術(shù)研究［D］北京：清華大學(xué)，2015.

［2］Armstrong.OFDM for Optical Communications［J］.Journal of.Lightwave Technology，，2009，27（1）：189-204.

［3］中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院.可見光通信標(biāo)準(zhǔn)化白皮書［R］中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院，2016.

Research on the key technologies of broadband visible light communication

YUB inyan

Visible light communication（VLC）is a kind of emerging wireless communication method which adopts lighting LED as its transmitter.VLC benefits from the advantages of ubiquitous coverage area and no electromagnetic radiation，however，the problems of constraint bandwidth and interference between neighbor LEDs make it a challenge to realize a high data rate transmission by VLC.In this paper，typical application scenarios for VLC is proposed，both of OFDM and MIMO which are key technologies for high speed VLC are researched.In addition，the research tendency of VLC in the future is analyzed in this paper.

visible light communication；OFDM modulation；MIMO technology

（2016-06-27）