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可見光通信技術(shù)的室內(nèi)定位精度高

可見光通信技術(shù)是一種利用發(fā)光二極管固態(tài)光源作為信源，使其在既能夠滿足基本照明的同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)通信的一種綠色通信技術(shù)。可見光通信技術(shù)受到的多徑效應(yīng)，干擾少，定位精度高。一、可見光通信技術(shù)，是利用熒光燈或發(fā)光二極管等發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息的，將高速因特網(wǎng)的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。利用這種技術(shù)做成的系統(tǒng)能夠覆蓋室內(nèi)燈光達(dá)到的范圍，電腦不需要電線連接，因而具有廣泛的開發(fā)前景。

二、特點(diǎn) 與目前使用的無線局域網(wǎng)(無線LAN)相比，"可見光通信"系統(tǒng)可利用室內(nèi)照明設(shè)備代替無線LAN局域網(wǎng)發(fā)射信號，其通信速度可達(dá)每秒數(shù)十兆至數(shù)百兆，未來傳輸速度還可能超過光纖通信。利用專用的、能夠接發(fā)信號功能的電腦以及移動(dòng)信息終端，只要在室內(nèi)燈光照到的地方，就可以長時(shí)間和上傳高清晰畫像和動(dòng)畫等數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還具有安全性高的特點(diǎn)。用窗簾遮住光線，信息就不會(huì)外泄至室外，同時(shí)使用多臺(tái)電腦也不會(huì)影響通信速度。由于不使用無線電波通信，對電磁信號敏感的醫(yī)院等部門可以自由使用該系統(tǒng)。

三、發(fā)展前景 目前室內(nèi)無線通信能滿足要求的選擇就是白光LED。白光 LED在提供室內(nèi)照明的同時(shí)，被用作通信光源有望實(shí)現(xiàn)室內(nèi)無線高速數(shù)據(jù)接入。目前，商品化的大功率白光LED功率已經(jīng)達(dá)到5W，發(fā)光效率也已經(jīng)達(dá)到90lm/W，其發(fā)光效率(流明效率)已經(jīng)超過白熾燈，接近熒光燈。白光LED的光效超過100lm/W并達(dá)到200lm/W(可以完全取代現(xiàn)有的照明設(shè)備)在不久的將來即可實(shí)現(xiàn)。因而LED照明光通信技術(shù)具有極大的發(fā)展前景，已引起人們的廣泛關(guān)注和研究

LD（激光二極管）

由于研究人員不滿足LED調(diào)制達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率，LiFi的提出者HardalHass用激光二極管替換了現(xiàn)有的LED，利用激光器的高能量與高光效，傳輸數(shù)據(jù)的速率可以比LED快10倍。激光照明可以混合不同波長的光產(chǎn)生白色光，類似于RGBLED。雖然基于LED的LiFi可達(dá)到10Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以改善WiFi中7Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率上限，但是激光傳輸數(shù)據(jù)的速率可以很容易超出100Gb/s。的報(bào)道顯示，美國亞利桑那州立大學(xué)電子、計(jì)算機(jī)和能源工程學(xué)院的研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制出納米級別的白光激光器，其可以更加便利地用作LiFi光源。

在通信方面，激光二極管相比于LED，具有更快的響應(yīng)速度、可以直接進(jìn)行調(diào)制和耦合等優(yōu)點(diǎn)。對于普通的電注入式半導(dǎo)體激光器，當(dāng)注入電流超過某一值時(shí)，LD可以發(fā)射受輸入電流控制的調(diào)制光，其調(diào)制特性如圖5所示，該點(diǎn)電流稱為閾值電流，閾值電流以上部分直到飽和區(qū)都屬于LD的工作區(qū)，而調(diào)制范圍在線性區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，所以降低器件的閾值電流，獲得較大的調(diào)制工作區(qū)顯得很重要。

?LiFi系統(tǒng)的光源布局

LiFi系統(tǒng)的光源布局

LiFi以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)可以廣泛地應(yīng)用于：智能照明、車輛交通、醫(yī)院、辦公室、飛機(jī)上、安全、水下通信、室內(nèi)定位和危險(xiǎn)環(huán)境中（如礦井、電廠和加油站等）。尤其是室內(nèi)定位，美國的ByteLight公司和國內(nèi)的華策光通信都已經(jīng)開發(fā)出基于白光LED的室內(nèi)定位系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)LiFi的單向傳輸，用于室內(nèi)的信息推送和定位服務(wù)。

但是室內(nèi)LiFi系統(tǒng)面臨著許多的技術(shù)難題，比如在帶來安全性的同時(shí)如果光線被擋住了，信號就會(huì)斷掉；LiFi的雙向數(shù)據(jù)傳輸問題等。HardalHass也認(rèn)為LiFi不會(huì)取代WiFi，對于室內(nèi)通信，LiFi可以作為WiFi的良好補(bǔ)充，只是在某些無線電波受限的場所，LiFi有其不錯(cuò)的應(yīng)用空間。由于照明和防止陰影效應(yīng)影響等原因，需要在室內(nèi)安裝多個(gè)LED燈，因而光源的合理布局是影響照明和系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。

為了滿足室內(nèi)照明的要求，光源的布局不僅要使得室內(nèi)的照度和照度均勻度滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，而且要有利于人的活動(dòng)安全和舒適。光源要選擇高光效、合適色溫、長壽命和可靠性的產(chǎn)品。室內(nèi)的照明布局需要考慮基礎(chǔ)照明、重點(diǎn)照明、裝飾照明和應(yīng)急照明的要求。

考慮到LiFi系統(tǒng)中不同路徑引起的碼間干擾、室內(nèi)人員走動(dòng)和物理陰影效應(yīng)對通信系統(tǒng)的影響，在照顧到重點(diǎn)照明部分的LiFi通信的同時(shí)，可以采用OFDM（正交頻分復(fù)用）方案提高LiFi系統(tǒng)的整體性能和實(shí)現(xiàn)帶寬資源的有效利用。比如基于PC-LED的LiFi系統(tǒng)，采用OFDM調(diào)制技術(shù)可以通過濾除響應(yīng)速度較慢的熒光成分，拓展了調(diào)制帶寬，還可以對抗多徑效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳播和通信，但是這樣的系統(tǒng)是否滿足照明的均勻性還尚未得到證實(shí)。