可见光通信第一篇

可见光通信第一篇

       可见光通信算的上是我人生中第一个开始研究的课题吧。它也有很多可以研究的方向。比如，水下可见光通信、可见光定位、隐式信息传输、智能交通等，像是我们实验室大都在做可见光通信，但是大家方向都不一致。由于本人见识浅薄，所以听他们的组会报告时也是一头雾水。今天，先简单总结一下可见光通信的基本原理，之后会深入研究定位算法。

1.可见光通信的定义

       可见光通信(Visible light communication，VLC)是指利用可见光波段的光作为信息载体，无需光纤等有线信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式，是一种无线通信方式。它利用荧光灯或发光二极管（LED）等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息。在我的研究中，其光源多使用白光LED（因为LED调制带宽高，调制性能好，响应灵敏度高）。
       那么有人就会问，可见光是如何实现通信的呢？
       早在 2004 年，IEEE 杂志上就有论文解释通过发光二极管（也就是 LED 灯管）提供无线网络连接的方法，具体的原理是这样的：LED 灯是一个半导体芯片，跟传统的灯丝不一样的是，芯片可以特别快地开关，而人眼是无法识别这种高频开关的。在一开一关之间，就会形成方波，经过调制之后，就可以传送信息了，这与其他无线通讯方式无异。由于以人眼识别不了的高频来调制光的亮度，故此可以实现照明、通信的一体化。只有真正实现通照一体化才是VLC发展的方向。（这样才可以做到节约成本，不能忽略掉照明，仅追求通信性能）

2.可见光通信的发展历程（此处从简）

       早在1998开始至今，目前主要研究团队有中国复旦大学的迟楠教授所带领的团队以及中国科学院半导体研究所。如今，可见光通信速率可达到50Gbps（应该是实验室数据）。

3.可见光通信的系统结构

       该系统包括完整的发射端、信道、接收端。原始的二进制比特流经过预处理和编码调制之后，驱动LED灯具，对LED进行强度调制，将电信号转换为光信号。LED为发射端，接收端为光电探测器（photodiode，pd） 将接收到的光信号转化为电信号，再进行处理解调出信息。

4.优势

为什么可见光通信是一个引众人所关注的发展方向呢？

• 在这个无线频谱资源面临枯竭的时代，可见光频谱丰富，且不需要许可。
• 目前，LED的普及成为趋势（绿色、环保、节能、寿命长）
• 可见光的高速性
• 无电磁干扰，可应用于医院，飞机，矿场，加油站等电磁敏感区
• 高度保密（光不能穿透墙壁）

5.应用方向

仅谈我感兴趣的几个：

• 室内定位，现阶段在我们实验室1m*1m的二维平面上已经可以达到cm级定位。室内定位可以应用在超市购物、大型商场寻找目标位置。在工业化4.0时代，目前也可以将这种技术应用在工厂的物流资产监控上，让整个生产过程可视化可追踪化；
• 可为医院、机舱、舰船、矿井、巷道、加油站、油料库等电磁敏感或电子设备高度密集区域无线移动通信需求提供有效解决方案；
• 基于LED车灯、交通信号灯及路灯，构建智能交通管控系统，面向无人驾驶、车辆间防撞等提供车联网解决方案；
• 无处不在的液晶屏幕作为光源，可以与手机、监控摄像头等终端间建立隐式信息传输链路，典型应用包括新型隐式广告。

ok，简单介绍了下可见光通信，之后会详细介绍我的研究方向：室内定位。