可見光通信系統關鍵技術研究

楊永忠+劉乃豪

【摘要】 二十一世紀進入了信息化時代，網絡通信也廣泛運用在人們的生活中以及社會發展的方方面面。隨著通信用戶的增加，所使用和占用的電磁波帶也越發顯得擁擠起來。由此為了提高通信系統的運作效率和技術，提高頻帶寬度、擴大通信容量、提高傳輸速度等等都成了眼下急需解決的問題。本篇文章就將對可見光通信系統的關鍵技術展開研究。

【關鍵詞】 可見光通信系統 關鍵技術 研究

一、可見光通信的定義

可見光通信技術的發展來源是一種白光LED技術，由此作為一種新型的通信技術，可見光通信技術的特點中也含有白光LED技術的特點，即作為突出的高速響應特性。高速響應特性表現為信號是由LED可見光進行調節和傳輸的。這種新型技術的運行原則就是結合可見光技術以及通信傳輸技術，構建出一種基站燈，這種基站燈也吸收了照明和通信技術，所以在性質上是一種兩用的基站燈。從而為寬帶的接入方式提供了一種新思路。

作為眾多新型的通信技術之一，可見光通信技術在近些年得到了快速發展，利用與生活緊密相連的可見光，進行移動通信網絡的覆蓋，提高鏈路的質量，為通信用戶提供更加高質量的服務。這種通信技術不僅僅提高了移動通信網的安全性，還更加關注用戶的隱私，保證用戶的信息安全，減少長期使用通信網絡用戶的健康影響。

二、研究現狀及關鍵技術

2.1研究現狀

由于可見光技術涉及到生活的方方面面，運用廣泛，其中包括公共場合的電燈、廣場的大型顯示屏、道路上的路燈等等，正是可見光技術的場合應用多，將照明和通信技術相結合的可見光通信系統也受到研究人員的關注和重視。也正是如此，現今將可見光通信系統的研究成果運用到了許多方面，例如家庭無線網絡、辦公區域的數據傳輸等等。國家也為了發展這項新型技術，頒布了《“十二五”國家科技計劃信息領域2013年度備選項目征集指南》。總而言之，可見光通信技術的研究現狀是樂觀的，受到重視。

2.2關鍵技術

可見光通信系統的關鍵技術和元件主要總結為以下幾點：（1）可見光光源和光敏元件。顧名思義，可見光通信系統基礎的技術和元件就是可見光。作為該系統的“動力”，可見光光源和光敏元件的作用和功能，就是將電信號轉換為光信號，首先完成基本的照明功能，然后發出可見光，可見光中也就攜帶了調制信息。光敏元件的功能就是尋找和捕捉光信號，為光源提供光信號。（2）數字調制器和解調器。這一關鍵技術的工作原理就是，捕捉和根據光的特性進行調制和解調。實質上就是通過光信號，將光信號所傳播的信息轉化出來，為系統的運作提供有效的保障。（3）信息編碼器。信息編碼器的功能就是在信息解制之后，將信息進行排列和編制，形成連續的波形，通過驅動電路直接驅動可見光光源進行發光，也是通過信息編碼器，恢復傳遞的信息。

三、可見光通信系統的應用困難

可見光通信系統的基礎是白光LED技術，雖然通信結構簡單，但是在應用當中也存在一些問題和困難。主要有整個系統的信號傳輸距離短，數據傳輸的效率和速度也沒有達到預期標準，從而也就導致了最終的照明無法達到標準。除此之外，還存在一些通信傳播的盲區，這些盲區也影響到了整個系統的通信功能。例如一些路人或者物體的阻擋，也會影響信號的接收，LED的布局也不夠合理，從而也降低了信號的接收效率。同時，信號的傳輸頻率往往是不同的，這就顯示了現今可見光通信系統急需正交頻分復用調制功能。系統的調制帶寬也需要提高均衡技術。

四、未來發展的趨勢和展望

1、大型會館內的使用。在一些博物館和展覽會館中，主要運用的方面就是信息的講解。參觀者可以通過自己的手機一些的數碼設備，了解和接收相關信息的文字和圖像等等，十分方便。

2、應用于商業方面。可以運用在商品功能上，例如在電子賀卡、小玩具等上加入LED功能，也是為商品提供新的設計思路。

3、運用于實時信息的傳播方面。在股市中、交通信息、商品廣告等方面，這些信息的更新效率要求較高，追求實時性，將該系統運用到這些方面，人們能夠隨時隨地了解信息的更新。

4、照明市場的運用。可見光通信系統的照明功能可以運用在照明市場中。照明市場范圍廣，應用領域多，例如車用照明、交通照明等等。該系統在使用照明功能的同時，還能夠通過通信功能完成信息的采集。

五、結語

作為一種新型的技術，可見光通信系統不僅受到研究人員以及國家的重點關注，在功能上實用性和功能也非常強大。本篇文章對該系統中的關鍵技術進行了研究和分析，對其中所存在的問題進行了解答，并對未來的發展做出了展望。

參 考 文 獻

[1]胡國永；陳長纓；陳振強；；白光LED照明光源用作室內無線通信研究[J]；光通信技術；2006年07期

[2]周洋；劉耀進；趙玉虎；；LED可見光無線通信的現狀和發展方向[J]；淮陰工學院學報；2006年03期

[3]劉博；楊宇；朱琳；陳雄斌；陳弘達；；室內半導體照明通信中的光強穩定技術[J]；光電子.激光；2010年12期