基于白光LED的可见光通信光源布局研究(4)

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2002年，中川研究室的科研人员对LED可见光无线通信系统展开了具体分析，包括光源属性、信道模型、噪声模型、室内不同位置的信噪比分布等。针对室内布线问题，2003年，他们提出利用己有的家庭电力线传送信号波形的线路复用方案，提出了一套结合电力线载波通信和LED白光通信的数据传输系统，解决了白光LED用于室内无线通信时重新布线的繁琐和困难。他们以SC-BPSK调制方式进行了系统仿真，结果表明：系统在数据率为1Mbps条件下是可行的。2003年，中川研究室针对VLC的前期研究做了总结，对下列关键技术做了综述：照明光源的选取、布局；调制、解调体制；信源编码方式。

2004年，中川研究室的Takakuni 等人对基于白光LED灯的通信进行了初步实验研究，该系统利用桌面LED照明台灯向用户提供广播信息，结构简单，系统通信距离较短，工作数据速率较低。同年，中川正雄与Komine T指出，由于可见光信道与红外光信道的不同，在多光源情况下必须考虑光程差，并对光程差引起的ISI进行了研究，讨论了反射和ISI对VLC性能的影响，并指出，ISI受通信速率和接收端接收角度的共同影响，从而导致VLC的性能下降。

2003年lO月成立的可见光通信联合体(VLCC：Visible Light Communications Consortium)，成立初期以加盟企业为主要对象，VLCC针对可见光通信技术的标准化与应用普及化进行各种工作小组活动，至2007年1月为提升可见光通信知名度，包含东芝等公司在内有23家会员公司正式展开工作小组活动，具体内容分别是携带终端、光卷标(Tag)的检讨，并成立可见光ID标准化工作小组。可见光通信是照明器具与看板等周边设备常用的通信技术，为了使可见光通信普及化，必需建立各种终端机器都能够应用的标准化规范，目前VLCC已经制定两种规范，分别是可见光通信系统规范VLCC-STD-001及低速通信可见光ID用规范VLCC-STD-003。适用范围是对以可见光当作媒体的通信系统，尤其是系统分成物理层与应用上位层时，规定物理层部份适用范围，包括接收端的发光元件、接收端的受光元件与发光元件的自由空间界面。

2004年10月在日本干叶召开的影像、信息及通信的综合展会(CEATEC)，由国际可见光通信协会的多家成员所进行的一系列展示活动，向世人证实了采用基于LED的照明来向手持式和车载计算装置传送高速数据所拥有的诸多好处。将数据添加到随处可见的照明设备(包括带照明的标志、交通信号灯及室内照明设备)所产生的可见光，然后通过扩充RF技术而为人们营造一个更加广阔的无线通信世界。文献综述

2.2 国内外研究现状

2.2.1 国外有关研究的综述

2.2.2 国内研究的综述

3 白光LED的特性

3.1 LED发光原理

单个LED是一种由固态半导体器件组成的器件。其核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的P-N结，P型半导体中空穴占主导地位，N型半导体中电子占主导地位。当这两个部分构成物理连接的时候便形成了P-N结。当P-N结被封装在洁净的环氧树脂中，并在两段连接电源正负极时，若加上正向偏压，带负点的电子注入到P区的空穴中，电子与空穴复合，处于高能级的粒子跃迁到低能级，产生光子。发出光波的频率由公式V=E/H决定。其中E为能级的禁带宽度，H为普朗克常量。由公式可知，当禁带宽度越大，也就是电子和空隙之间的带隙越大，产生光子的频率就越高，不同频率的光子对应了不同的颜色。这个就是LED的发光原理。