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基于LightFidelity的可見光無線通信方法研究

2019-12-05 08:35:54李曉坤邵娜陳虹旭楊婧宇鄭永亮楊磊
智能計算機(jī)與應(yīng)用 2019年5期
關(guān)鍵詞:無線通信

李曉坤 邵娜 陳虹旭 楊婧宇 鄭永亮 楊磊

摘 要:可見光無線通信(LiFi)是一種以白光LED為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦蜔o線光通信技術(shù),因成本低廉、不受電磁干擾、豐富的頻譜資源、頗高的安全性和節(jié)約能源等優(yōu)點,引起了國內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注和持續(xù)研究。LightFidelity利用可見光來實現(xiàn)無線通信,即利用電信號控制發(fā)光二極管(LED)發(fā)出肉眼看不到的高速閃爍信號來傳輸信息。據(jù)相關(guān)學(xué)者的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),可見光無線通信擁有在實現(xiàn)照明功能的同時進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的一箭雙雕的特性,將在未來的通信領(lǐng)域中占據(jù)極其重要的地位并產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,具有不可估量的市場潛力。該技術(shù)通過改變房間照明光線的閃爍頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,只要在室內(nèi)開啟電燈,無需WiFi也能輕松連接互聯(lián)網(wǎng),使得無線信號不穩(wěn)定、上網(wǎng)速度慢、WiFi熱點供不應(yīng)求等問題得以緩解。本文對創(chuàng)建LiFi網(wǎng)絡(luò)所需的要素和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了簡要概述,對基于LightFidelity的可見光無線通信方法進(jìn)行了相關(guān)研究,主要介紹的方法有確定性方法和蒙特卡羅方法。

關(guān)鍵詞: 可見光;無線通信;LED照明;確定性方法;蒙特卡羅方法

【Abstract】 Visible Radio Communication (LiFi) is a new type of wireless optical communication technology based on white LED. Because low cost, no electromagnetic interference, abundant spectrum resources, high security and energy saving, scholars at home and broad pay more and more attention and do sustained research on LiFi. LiFi uses visible light to communicate wirelessly, using electrical signals to control high-speed flickering signals from light-emitting diodes (LEDs) that are invisible to the naked eye. According to the investigation and research of relevant people, the visible wireless communication has the characteristics of "one kill two birds with one stone" in data communication: realizing illumination & wireless communication. It will occupy an important position and have far-reaching influence in the future communication field, and has immeasurable market potential. This technology transmits data by changing the flicker frequency of room lighting. As long as the lights are turned on indoors, it can easily connect to the Internet without WiFi, which alleviates the problems of unstable wireless signals, slow Internet access and short supply of WiFi hotspots. This paper gives a brief overview of the key elements and challenges in creating LiFi network, and studies the LightFidelity-based visible light wireless communication methods,the main methods introduced are deterministic method and Monte Carlo method.

【Key words】 ?visible light; wireless communication; LED lighting; deterministic method; Monte Carlo method

0 引 言

可見光無線通信(簡稱LiFi),又稱“光保真技術(shù)”。是由英國愛丁堡大學(xué)電子通信學(xué)院移動通信系主任、德國物理學(xué)家Harald Hass,漢譯哈拉爾德·哈斯教授發(fā)明的利用諸如燈泡發(fā)出的光的可見光波譜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦蜔o線傳輸技術(shù)。LightFidelity利用可見光來實現(xiàn)無線通信,即利用電信號控制發(fā)光二極管(LED)發(fā)出的肉眼看不到的高速閃爍信號來傳輸信息。借助LED燈等已鋪設(shè)好的設(shè)備,通過在燈泡上植入一個微小的芯片形成類似于AP(WiFi熱點)的設(shè)備,使終端隨時能接入網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)通過改變房間照明光線的閃爍頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,只要在室內(nèi)開啟電燈,無需WiFi也能輕松連接互聯(lián)網(wǎng),使得無線信號不穩(wěn)定、上網(wǎng)速度慢、WiFi熱點供不應(yīng)求等問題得以緩解。

可見光無線通信是利用快速的光脈沖無線傳輸信息的。不同的傳輸速率在光中會有相對應(yīng)的不同編碼,使信息傳輸命令得以執(zhí)行。例如LED開用1表示,關(guān)用0表示,快速開關(guān)的同時相應(yīng)的信息得以傳遞[1]。由于LED的發(fā)光強(qiáng)度很強(qiáng),人眼不會注意到光的快速變化,不同波長的光可用一個單獨的數(shù)據(jù)通道進(jìn)行傳輸,而同樣波長的光波可以雙向傳輸,大大提高了光傳輸數(shù)據(jù)的速率。

IR網(wǎng)絡(luò)需要專用的基礎(chǔ)設(shè)施,而VLC只需要修改現(xiàn)有的照明系統(tǒng),從而可以節(jié)省成本。重要的是,人類用戶所需的照明水平導(dǎo)致的鏈路余量比IR系統(tǒng)高出許多數(shù)量級,因而使用簡單的組件就可以實現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和較大的覆蓋范圍??梢姽鉄o線通信的諸多優(yōu)點推動了該領(lǐng)域的快速發(fā)展。

1 基于LightFidelity的可見光無線通信方法

1.1 LiFiAttocell Networks

LiFi Attocell(LAC)網(wǎng)絡(luò)概念如圖1所示。房間由許多燈具點亮,在燈光照明模式下為用戶提供照明和光學(xué)AP。照明可以以房間主人不可見的高速調(diào)制,使用多種不同技術(shù)為每個燈具提供電力和數(shù)據(jù),包括以太網(wǎng)供電(POE)和可編程邏輯操控器(PLC),提供光學(xué)下行鏈路[2-3]。通過用戶設(shè)備(UE)上的發(fā)射器來實現(xiàn)光學(xué)上行鏈路,通常使用IR源(因此其對用戶是不可見的),以及靠近燈具的接收器。每一個燈具都充當(dāng)無線LiFi AP,由于來自單個光源照明受到高度限制,其可為小型區(qū)域提供高帶寬密度。包含AP的燈具和僅供照明的燈具之間的平衡取決于網(wǎng)絡(luò)的要求,但可能是所有燈具都包含AP。與單個AP無線熱點系統(tǒng)相比,這種蜂窩系統(tǒng)可以覆蓋更大的區(qū)域并允許多個UE同時連接。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,無線傳輸資源的密集空間可以用于實現(xiàn)高數(shù)據(jù)密度,以每平方米每秒的比特數(shù)(bps/m2)為計量單位。因此,使用相鄰信道鏈路的相鄰區(qū)域相互干擾,這被稱為同信道干擾CCI[4]。圖2顯示出了光學(xué)Attocell網(wǎng)絡(luò)中的CCI。

天花板上的燈充當(dāng)形成移動網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)接入點。單個光源的接入點可以以雙向的方式同時與多個終端通信。該系統(tǒng)具有移動性。當(dāng)終端離開初始光接入點的覆蓋區(qū)域并進(jìn)入相鄰接入點的覆蓋區(qū)域時,啟動切換。這意味著服務(wù)提供是無縫連接的。

先進(jìn)的CCI緩解技術(shù)通常通過集中控制來操作多個LiFi AP,如軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)服務(wù)器內(nèi)的“管理程序”[5]。中央控制器的主要任務(wù)是自動分配信號功率、頻率、時間和波長資源;其它功能還包括實現(xiàn)多用戶控制,以及移動終端從一個區(qū)域切換到另一個區(qū)域的過程等等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,LAC網(wǎng)絡(luò)具有許多優(yōu)勢。首先,與在所有方向上都有輻射信號的全向RF天線不同,LED光源的構(gòu)造方式是以固定的光功率進(jìn)行定向輻射。因此,可見光信號的輻射被限制在有限的區(qū)域內(nèi)。相比之下,RF毫米波系統(tǒng)需要復(fù)雜且昂貴的天線波束形成技術(shù)來實現(xiàn)相同的目標(biāo)。其次,LAC網(wǎng)絡(luò)可以通過修改現(xiàn)有的照明系統(tǒng)來實現(xiàn)。而構(gòu)建具有相同AP密度的RF小型蜂窩網(wǎng)絡(luò)會帶來巨大的基礎(chǔ)設(shè)施成本。此外,任何LAC網(wǎng)絡(luò)都可以提供額外的容量,而不會干擾已經(jīng)存在的RF網(wǎng)絡(luò)。因此,LAC網(wǎng)絡(luò)可以以經(jīng)濟(jì)有效的方式增強(qiáng)第5代(5G)蜂窩系統(tǒng)[6]。

從點到點的移動鏈接到基于可見光的全無線網(wǎng)絡(luò)面臨著一些挑戰(zhàn)。在每個區(qū)域內(nèi),可以有許多用戶,因此需要多種接入方案。必須考慮來自于在相鄰區(qū)域中的通信信號的干擾,并且這很有可能是最顯著的損害。提供上行鏈路(從UE到一個或多個AP的通信鏈路)需要與下行鏈路不同的方法。因為便攜式設(shè)備需要的能耗低,并且設(shè)備上的上行鏈路可見光源可能會分散用戶的注意力。

1.1.1 下行鏈路和上行鏈路傳輸

在蜂窩系統(tǒng)中,下行鏈路通信被定義為從AP到UE的數(shù)據(jù)傳輸[7]。LAC下行鏈路系統(tǒng)的基本設(shè)置如圖 3所示。來自固定裝置的照明由數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制,并傳播到UE上的接收器。通常,光學(xué)元件用于將輻射集中到光電二極管(PD)上,光電二極管產(chǎn)生進(jìn)一步放大的電信號來恢復(fù)數(shù)據(jù)。對于上行鏈路,通常優(yōu)選IR鏈路,因為上行鏈路和下行鏈路之間的波長間隔允許通過適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)濾波同時進(jìn)行雙向通信。另外,UE上的可見光源(通常是移動設(shè)備)會分散注意力。另一種可行的解決方案是使用傳統(tǒng)的RF傳輸。研究表明,僅將VLC用于下行鏈路而RF用于上行鏈路的系統(tǒng),顯示出相對于僅使用RF網(wǎng)絡(luò)的效率顯著增益[8] 。

1.1.2 干擾緩解

具有強(qiáng)方向性可見光源的光輻射圖案限制了AP的覆蓋區(qū)域內(nèi)大部分輻射光的功率。因此,可以主要在邊界處預(yù)期CCI,但是由于光錐重疊,CCI可能十分嚴(yán)重。因此,CCI對具有一定密集空間的LAC網(wǎng)絡(luò)中的下行鏈路提出了重要挑戰(zhàn)。曾有學(xué)者提出了一種基于突發(fā)信令的干擾協(xié)調(diào)方案,將分集技術(shù)用于干擾管理。此外,還有關(guān)于分?jǐn)?shù)頻率復(fù)用(FFR)和聯(lián)合傳輸(JT)以及用于LAC網(wǎng)絡(luò)的角度分集發(fā)射機(jī)的研究。

1.1.3 多次訪問

在一個蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,通常有多個UE位于同一個單元中??梢苑?wù)于多個UE。被稱為多用戶訪問(MA)的技術(shù)已經(jīng)在蜂窩中開發(fā)了許多多址技術(shù)系統(tǒng),如時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)、更高級的正交分頻多址(OFDMA)和非正交多用戶接入(NOMA),已經(jīng)獲得了廣泛關(guān)注。

現(xiàn)在,有很多實驗來研究網(wǎng)絡(luò)OWC系統(tǒng)中的MA。在TDMA中,給每個UE一個特定的時間進(jìn)行傳輸。該方案可以直接用于基于強(qiáng)度調(diào)制(IM)/直接檢測(DD)的LAC系統(tǒng)[9]。在CDMA中,每個UE的信號用唯一的正交碼“加密”,該正交碼用作密鑰,并且所有信號在相同時間和頻率的信道上發(fā)送。在接收器處,通過使用該特定鏈路的密鑰從眾多信號中過濾出所需信號。在LAC網(wǎng)絡(luò)中許多正交碼的設(shè)計可用于適應(yīng)CDMA、例如光正交碼、單極m序列和Walsh-Hadamard碼。然而,在基于光學(xué)正交頻分復(fù)用O-OFDM的LAC系統(tǒng)中,通過將不同組的正交子載波分配給多個UE,使用OFDMA可以更自然地完成這一任務(wù)。已有研究人員發(fā)現(xiàn)OFDMA在多用戶VLC系統(tǒng)中勝過CDMA。如果相應(yīng)的發(fā)射器由多色光源組成,則VLC的獨特功能還可實現(xiàn)波分多址(WDMA)。在WDMA中,不同的UE由唯一的非干擾波長服務(wù)。

1.1.4 切換

切換是將正在進(jìn)行的無線傳輸會話從當(dāng)前AP轉(zhuǎn)移到另一AP的過程。當(dāng)移動終端移出當(dāng)前AP的覆蓋區(qū)域并移入到相鄰AP的覆蓋區(qū)域時,需要切換[10]。如果傳輸信道受到干擾而嚴(yán)重降級或當(dāng)前區(qū)域滿載,則還需要繼續(xù)進(jìn)行切換。這兩種情況的切換通常被歸類為在同一網(wǎng)絡(luò)中的AP之間發(fā)生的水平切換。然而,通常存在多種接入技術(shù),例如WiFi,LTE(long term evolution)和LiFi。這意味著在不同位置存在不同類型的接入節(jié)點異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。如果UE正在從室內(nèi)移動到室外,其中可能沒有LiFi覆蓋,則將觸發(fā)從LiFi到LTE的無縫切換[11]。不同系統(tǒng)AP之間的這種切換被歸類為垂直切換。在這種混合系統(tǒng)中研究了具有切換的動態(tài)負(fù)載均衡方案。通常有2種類型的切換方案—硬切換和軟切換。在硬切換過程中,UE在連接到下一個AP之前應(yīng)與當(dāng)前AP斷開連接,這更容易實現(xiàn)并且具有更低的硬件復(fù)雜度。但該服務(wù)可能會被硬切換方案中斷。在軟切換過程中,UE保持連接到當(dāng)前AP,直到成功連接到下一個AP為止。軟切換提供更好的用戶體驗,但需要更多的無線傳輸資源[12]。隨著區(qū)域面積的減小,預(yù)計切換頻率會增加,增加的切換會話數(shù)會導(dǎo)致系統(tǒng)吞吐量的損失和服務(wù)質(zhì)量的下降。在LAC網(wǎng)絡(luò)中,切換開銷特別重要,因為LAC網(wǎng)絡(luò)由蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的最小區(qū)域構(gòu)成。由于預(yù)期切換頻率很高,為了擁有更好的服務(wù)質(zhì)量,軟切換是優(yōu)選的,采用LAC網(wǎng)絡(luò)的新的切換決策算法,可避免了乒乓效應(yīng)。

1.1.5 回程連接

回程是AP與網(wǎng)絡(luò)控制之間的通信鏈路。通常情況下,回程連接應(yīng)能夠提供可靠、高容量和低延遲的傳輸,以承載來自所有AP的無線接入流量。如果未來密集部署高速接入網(wǎng)絡(luò),回程容量需求將大幅增加。回程問題的直接解決方案是增加光纖的部署,提供最佳性能,但成本很高。本文除考慮了基于以太網(wǎng)供電(POE)和電力線通信(PLC)的經(jīng)濟(jì)高效的回程[13]外,還提出了許多無線回程解決方案,如毫米波、微波和自由空間光通信(FSO)。LiFi網(wǎng)絡(luò)由單獨的光學(xué)鏈路構(gòu)成。

1.2 相關(guān)方法介紹

1.2.1 室內(nèi)自由空間光傳播

在室內(nèi)空間中,如果發(fā)射器和接收器之間沒有障礙物,則存在LoS信道。其次,由于室內(nèi)墻壁和其它物體的反射,通道則由非視線(NLoS)部分組成[14]。

1.2.2 通道DC增益

1.3 調(diào)制

傳輸數(shù)據(jù)最簡單方法是使用基于脈沖的方案,例如開關(guān)鍵控(OOK),其中二進(jìn)制“1”表示有脈沖,而二進(jìn)制“0”則表示無脈沖。然而,這不能有效地利用在較寬的頻率范圍內(nèi)可用的SNR,而多級調(diào)制方案則實現(xiàn)了這一點。例如,可以通過使用OFDM等多信道傳輸來實現(xiàn),這也是應(yīng)用最為廣泛的例子。因為在OFDM中,可以獨立地處理每個正交子信道,并且借助最佳的比特負(fù)載和功率負(fù)載,可以接近達(dá)到最大可用信道容量。OFDM采用快速傅立葉變換(FFT)來復(fù)用多個并行信道。FFT的計算效率很高,從實用的角度看,其使OFDM成為一種非常有吸引力的技術(shù)?;谖譅柺?哈達(dá)瑪變換等其它正交變換,研究人員提出了另一種多載波技術(shù)。另一類方法包括具有均衡的單載波調(diào)制、無載波幅度和相位(CAP)方案以及脈沖幅度調(diào)制(PAM)方案。這些方法在利用可見光的光纖傳輸中是非常有效的,最大特點就是其實現(xiàn)的簡單性。

2 基于LightFidelity的可見光無線通信的實驗分析

2.1 點對點鏈路級系統(tǒng)

2.1.1 發(fā)射機(jī)

可見光通常由白色LED或紅綠色和藍(lán)色(RGB)LED發(fā)光器的組合產(chǎn)生。低成本白光LED使用藍(lán)色氮化鎵(GaN)發(fā)射器,激發(fā)黃色無機(jī)磷光體。來自GaN器件直接發(fā)射的藍(lán)光與黃光相結(jié)合以產(chǎn)生白光。雖然白光LED的調(diào)制帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)光源,但大面積發(fā)射器的大電容和黃色熒光粉的慢響應(yīng)將白光LED的3 dB帶寬限制在幾MHz[17]。通過去除接收器側(cè)由該黃色磷光體發(fā)射的信號,可以將3 dB調(diào)制帶寬增加到10~20MHz的范圍。

設(shè)計用于照明的LED相對堅固,并且可以通過增加一些電阻限制驅(qū)動電流來驅(qū)動電壓源。偏壓-T通常用于將交流(AC)數(shù)據(jù)調(diào)制與直流(DC)偏壓相結(jié)合,這樣可以產(chǎn)生所需的照明水平,并確保始終以凈的正信號驅(qū)動LED。本方法中通過修改驅(qū)動電路來改善發(fā)射器帶寬,模擬了預(yù)均衡和快速LED驅(qū)動器電路以及諧振均衡。實驗發(fā)現(xiàn),可以通過使用不同的結(jié)構(gòu)來改變LED器件帶寬,特別是減小LED的尺寸。比LED燈使用的有源區(qū)域小很多的有源區(qū)域的微LED可以顯示幾百MHz的帶寬,同時發(fā)射mW的光功率。通過一系列調(diào)查發(fā)現(xiàn),這些單個LED僅受接收器的限制,報告數(shù)據(jù)中速率最快的超過8 Gbps。如果能夠克服這種限制,單個GaN微LED能夠以11 Gbps的速度進(jìn)行傳輸[18]。

雖然LED將提供絕大多數(shù)的普通照明,但是人們對基于激光照明和光源的研究興趣也在日益增加??梢允褂眉す夂托⌒蜔晒夥鄣葹榍盁艉屯队帮@示器創(chuàng)建極高亮度光源,由顏色的變換來控制照明。本實驗還使用熒光板和激光以及鈣鈦礦顏色轉(zhuǎn)換器論證了白色光源。盡管成本和復(fù)雜性都在增加,但RGB LED或激光源的使用為每個LED提供了獨立調(diào)制的可能性和大幅提高數(shù)據(jù)速率的可能性,而且目前已經(jīng)進(jìn)行了許多高速率演示。

2.1.4 光電探測器和前置放大器

PD和前置放大器的組合設(shè)置了接收器的靈敏度及其帶寬。在自由空間應(yīng)用中,由于需要大面積收集盡可能多的光,PD的電容變得顯著。因此,理想的前置放大器可提供高帶寬并可承受高的輸入電容。在IR應(yīng)用的一些設(shè)計中已經(jīng)解決了這些問題,并且在VLC中還必須考慮高動態(tài)的范圍要求。PIN和雪崩光電二極管(APD)結(jié)構(gòu)均已用于VLC實驗,APD提供比其PIN更高的靈敏度(通常為10 dB)。探測器的選擇涉及面積、電容、帶寬效應(yīng)和光譜反應(yīng)。

由于大多數(shù)有用信號在藍(lán)色光束中攜帶,因此在該區(qū)域中提高靈敏度是有利的。高水平的信號提供了高性能與更廣泛的接收器設(shè)計,所以這是一個有很大提升空間的領(lǐng)域。在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電路中集成探測器和放大器是一個越來越受關(guān)注的領(lǐng)域,已經(jīng)有報告使用線性模式APD和PIN結(jié)構(gòu)的設(shè)計[23]。

除用作常規(guī)探測器的APD之外,單光子雪崩探測器(SPAD)也已用于VLC,使用基于脈沖和OFDM的調(diào)制方案。SPAD是光子計數(shù)探測器,與線性APD相比,產(chǎn)生的靈敏度提高一個數(shù)量級(對于類似的檢測區(qū)域)。目前這些設(shè)備的死區(qū)時間、填充因子和暗噪聲等問題使其僅能產(chǎn)生有限的收益。

2.2 光學(xué)無線信道

通信信道包括電信號將發(fā)送器上的數(shù)據(jù)調(diào)制成接收器處的電信號通道。通過單個信道的信噪比(SNR)來測量接收信號的質(zhì)量。在有網(wǎng)絡(luò)的情況下,信號與干擾加噪聲比(SINR)用于表征通信鏈路。

2.2.1 帶寬

2.2.2 實驗分析

圖 6顯示了在上述實驗結(jié)果中針對頻率f的歸一化信道增益。這些系統(tǒng)的3 dB帶寬范圍為10~60 MHz之間[24]。由于許多VLC系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)速率比3 dB帶寬大許多倍,通道滾降速率的模型在確定整體性能時非常有用。對于LED,帶寬取決于電流密度,因此當(dāng)電流水平變化時,帶寬也會發(fā)生動態(tài)變化。在接收器處,簡單的一階反應(yīng)通常是較為合理的近似,但具有傳輸時間限制的高偏置的大面積檢測器可以改變這一點。

利用具有恒定能量的隨機(jī)二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)符號組成的導(dǎo)頻序列來執(zhí)行信道估計。對于不同頻率子載波,通過誤差矢量幅度估計獲得的相對信道增益和絕對SNR值在圖6中示出。信道衰減緊跟μLED的頻率分布,其在3d頻率下發(fā)生3-dB衰減。系統(tǒng)中的其余元件保證具有至少500 MHz頻率的平坦帶寬。其中增益因子在子載波達(dá)到220之后突然下降,其對應(yīng)于約540 MHz的頻率。通信信道的估計SNR曲線緊跟估計的頻率曲線。這表明系統(tǒng)中的加性高斯白噪聲(AWGN)在通信帶寬內(nèi)是均勻分布的。低頻子載波的SNR值略低于預(yù)期。這歸因于來自環(huán)境光的低頻噪聲和基線漂移效應(yīng)。然而,這些子載波上的SNR足以成功完成通信。

3 結(jié)束語

無線數(shù)據(jù)通信已成為私人和商業(yè)生活中必不可少的實用工具。有超過70億智能手機(jī)主要用于個人通信,智能手表、健康追蹤器和數(shù)字眼鏡等可穿戴設(shè)備的數(shù)量正急劇增加。這些新興科技將推動圍繞虛擬現(xiàn)實(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)的高應(yīng)用定義視頻流的工業(yè)發(fā)展。未來,還將有1 000億臺物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備鞏固人們的智能家居和智能城市[25]。本文對基于LightFidelity的可見光無線通信方法進(jìn)行了相關(guān)研究,主要介紹的方法有確定性方法和蒙特卡羅方法,對相關(guān)方法建立了模型并進(jìn)行了相應(yīng)的實驗,得出了系統(tǒng)中的加性高斯白噪聲(AWGN)在通信帶寬內(nèi)是均勻分布的結(jié)論。

隨著節(jié)能型LED白光的出現(xiàn),固態(tài)照明(SSL)在照明行業(yè)中越來越受歡迎。預(yù)計未來幾十年,基于LED的照明基礎(chǔ)設(shè)施將取代傳統(tǒng)照明基礎(chǔ)設(shè)施。這個趨勢為創(chuàng)建新穎的組合照明和無線通信網(wǎng)絡(luò)提供了機(jī)會。

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