葛莉蓉 李美華

【摘要】 LED的可見光無線通信技術是LED照明與光無線通信技術的有效融合，是現(xiàn)階段國內(nèi)外研究的熱點技術之一。本文首先就LED的可見光無線通信關鍵技術進行了簡要分析，然后從應用的角度闡述了LED可見光無線通信技術的發(fā)展方向，希望能為實際工作起到一定的指導作用。

【關鍵詞】 白光LED 可見光通信技術 發(fā)展趨勢

LED技術是一種利用固態(tài)的半導體器件電致發(fā)光的技術。而可見光通信系統(tǒng)則是利用發(fā)光二極管或熒光燈等發(fā)出的一種不能為肉眼所見的高速明暗閃爍信號來對信號進行傳輸，并將英特網(wǎng)的電線裝置照明設置進行連接，在插入電源后便可進行使用的一種系統(tǒng)。LED的可見光無線通信技術是LED技術以及可見光通信技術的有效融合，能夠有效的滿足下一代多媒體通信的要求。

一、LED可見光無線通信關鍵技術分析

1.1光信號接受技術

LED可見光通信系統(tǒng)中的噪音問題多，即不僅存在強烈的背景噪音，還存在電路方面的固有噪音。再加上傳輸距離的不斷加大，使得接收機所接收到的信號強度上也有所減弱。而光信號接收技術的使用，能夠對這一系列問題進行有效處理與解決。它通過高靈敏度、噪聲小且響應速度快的光電探測器，對接收信號進行有效的前置的處理，并運用光濾波器來將背景雜散光的干擾進行抑制，對背景噪聲進行了有效的處理[1]。

1.2無線信道傳輸技術

隨機信道是LED可見光無線通信系統(tǒng)的信號進行信號傳輸?shù)闹饕诺?，而LED可見光的波長與大氣中的各種物質(zhì)（如氣體分子、雨滴、灰塵以及大霧等）在尺寸上較為接近，進而極其容易產(chǎn)生光的散射，導致信號強度的降低。為此，要想在隨機信道下將工作進行順利開展，就務必要對LED可見光傳輸信道進行進一步的深入研究。而目前廣泛采用的Bapst和Gfeller分析模型，雖然將信道分為墻壁反射信道和直射信道兩各不同部分來對其進行研究，但其卻未能對背景光、散射等問題進行有效處理與解決。為此，要想對系統(tǒng)進行深入研究，則必須要建立適當?shù)氖覂?nèi)傳輸模型以及室外傳輸模型[2]。

1.3自動切換技術

在室外墻壁反射信道可見光無線通信系統(tǒng)中，接收機需要在各個基站點之間進行有效的切換。而在這種切換過程中，對于啟動切換的信號強度有著較高的要求，即能夠有足夠強度的信號來對新的基站點進行識別并將信令信號分派到新的基站點上，同時又能避免信號強度不足而導致通信發(fā)生中斷或停止。為此，可以將輔助切換技術來提升接收機的切換效率，即在基站準備切換之前對信號進行一定的監(jiān)視，以對信號的能量進行檢測，同時將切換中心的切換次數(shù)進行減少，以保障切換的質(zhì)量。

二、LED可見光無線通信技術的發(fā)展方向

2.1提升白光LED的頻率響應，拓展寬帶

白光 LED 用作為通信光源，它的電信號則務必要調(diào)制于白光LED上，再由內(nèi)向外進行發(fā)射。其中，白光LED的響應頻率很大程度上決定了通信系統(tǒng)的可用寬帶。為此，我們不僅應當努力提升功率的輸出量，還要將白光 LED的頻率響應進行提升，以有效拓展其帶寬，而這也逐漸發(fā)展成為了實現(xiàn)高速可見光通信所必須要解決的一個重要難題。

2.2 電力線通信技術與 VLC 技術有機融合的 PLC 技術

一般情況下，LED 照明基站燈都是安裝于公路兩側、天花板以及交通樞紐上的，其在通信電纜方面的使用成本上往往過高，運營效益也有待于進一步的提升。而如若把LED照明系統(tǒng)與電力線載波通信結合在一起，通過電力線的利用來進行通信信號的傳播，則可以將投資成本進行有效降低。電力線通信技術與 VLC技術有機融合成的 PLC 技術，是利用電力線傳輸數(shù)據(jù)及話音信號的一種通信方式。而從無線通信技術的發(fā)展趨勢來看，PLC 技術已日益顯現(xiàn)出了它強大的生命力，為通信打下了堅實的基礎[3]。

2.3對 LED 可見光信道進行深入分析

可見光通信系統(tǒng)在信道的沖激響應方面與紅外無線通信有所不同，同時，這兩種不同系統(tǒng)中引起的碼間串擾（ISI）的原因也有所差異。因此，要想有效解決 ISI 帶來的影響，就務必要對多光源，時變信道環(huán)境下的可見光無線通信（VLC）系統(tǒng)的信道沖激響應以及不同光路徑引起的 ISI 進行深入的研究。另外，要想實現(xiàn) VLC 系統(tǒng)的全雙工通信方式，則需要對下行鏈路以及上行鏈路進行同樣的分析與研究。

三、結語

總而言之，將LED技術應用于可見光無線通信中，不僅有效節(jié)省了電磁波的可用頻帶，還有望發(fā)展成為一種重要的通信傳輸方式。

而對于集照明和數(shù)據(jù)傳輸功能于一體的白光LED無線通信技術，也必然得到不斷的完善與應用，為我國乃至世界的無線通信翻開新的一頁。

參 考 文 獻

[1] 顏兵兵，任翔，賈俊成，李楊.基于單片機的LED立體成像系統(tǒng)設計[J].佳木斯大學學報（自然科學版）.2013（03）

[2] 李享，李岱霖，翟國富.LED開關電源中鋁電解電容性能退化模型的研究[J].電源學報.2012（06）

[3] 王寬仁，鮑日煜.LED光柱顯示器實現(xiàn)高精度顯示的軟件方法[J].工業(yè)儀表與自動化裝置.2012（01）