基于白光LED的可见光通信光源布局研究(3)

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未来第三代照明将采用发光二极管(LED)阵列来实现，它极高的发光效率将会大大降低照明功率的消耗。如果对该类照明光用以人眼无法感测的速度进行闪烁的脉冲来进行光强度调制，那么，则有望给传统的照明系统增加数据传输能力。基于这种思想，日本庆应大学中川正雄等人和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，开辟了采用照明光进行数据传输的研究方向。面对用户的迅速增加及人们对高速、宽带的多媒体通信的需求，电磁波的可用频带范围已变得越来越有限，而LED可见光通信使用光频段传输信息具有宽广的通信带宽，避免了电磁干扰冲突又无需申请频段使用执照，能满足下一代多媒体通信的要求。

随着具有节能、环保、使用寿命长等优点的LED照明灯的普及，以及各种关键技术的不断进步和完善，LED可见光通信有望成为新的通信传输方式及下一代室内无线通信技术，LED可见光通信是一个具有极大的研究价值以及应用价值的领域。

2. 研究背景和现状简介

可见光通信作为最新的光通信接入技术，还处在研究而非应用阶段。从日本大学的中田教授和SONY计算机科学研究所的春山博士在2000年率先提出利用LED照明作为通信系统基站进行的信息无线传输的室内通信系统以来，短短十几年的时间，可见光技术有了很大的发展。

2.1 可见光通信的研究背景

可见光通信的起源最早可追溯到19世纪70年代，当时Alexander Graham Bell提出采用可见光为媒介进行通信，但是当时既不能产生一个有用的光载波，也不能将光从一个地方传到另外一个地方。到1960年激光器的发明，光通信才有了突破性的发展，但研究领域基本上集中在光纤通信和不可见光无线通信领域。直到近几年，被誉为“绿色照明”的半导体(LED)照明技术发展迅猛，利用半导体(LED)器件的发光响应特性，将信号调制到LED可见光上进行传输，使可见光通信与LED照明相结合构建出LED照明和通信两用基站灯，可为光通信提供一种全新的宽带接入方式。

随着白光LED的迅速发展,可见光通信也逐渐发展起来。LED可见光通信可以分成室外通信和室内通信两大类。室外LED可见光通信技术目前主要应用在智能交通系统(ITS：Intelligent Transportation Systems) ，香港大学G．Pang等人在1998年提出了利用LED交通指示灯为车辆传输语音广播信号，将语音信号通过OOK调制加至LED光源，实现了低速的无线LED可见光传输。中川研究室的科研人员在2003年提出了LED公路照明通信系统。G．Pang等人只对利用LED交通灯进行语音传输展开研究，中川研究室的科研人员则在LED公路照明通信系统中分析了在不同的接收方向角和视场角下信噪比的好坏，以及在一定误码率下信嗓比和接收数据率的关系，认为LED可见光公路照明通信系统优于红外公路交通通信系统。随着智能交通系统研究的深入，又出现了LED交通灯、汽车前后LED灯之间构成的交通灯至汽车和汽车前灯至汽车尾灯这两类可见光通信系统。室内LED可见光无线通信技术主要应用在室内无线宽带接入网中，2000年，中川研究室的研究人员Tanaka Yuichi等就基于室内白光LED通信光源的可见光通信系统的信道进行了初步的数学分析和模拟计算，分析了白光LED照明灯用作室内照明用途的同时作为通信光源的可能性。其后的研究都是类似的理论分析报道。但是已有的研究多针对LED照明光源布局设计，基于白光LED照明光源的可见光通信系统的整体设计分析还不完善。源:自/751~·论,文'网·www.751com.cn/