可见光通信应用前景与发展挑战
Telecom Power Technology
Feb.?25，2019，Vol.?36?No.?2?
2019年2月25日第36卷第2期
通信技术
· 217 ·
doi：10.19399/https://www.sodocs.net/doc/824330163.html,ki.tpt.2019.02.095
可见光通信应用前景与发展挑战
朱振坤
（湖北经济学院 信息与通信工程学院，湖北 武汉 430000）
摘要：传输介质创新往往会掀起新通信技术革新的浪潮。自从可见光被尝试用作信息传输媒介起，可见光通信技术（Visible Light Communication，VLC）在短短数年间迅速成为无线通信技术领域的研究热门课题。可见光通信继承了LED 反应速度快、不受电磁干扰及可靠性高等优点，在照明的同时实现了无线通信。基于此，在系统介绍可见光通信结构和特点的基础上，重点介绍了可见光通信的应用前景，并分析讨论了可见光通信的一些关键技术和可见光通信未来的发展挑战。
关键词：可见光通信；白光LED；uplink
Application Prospects and Development Challenges of Visible Light Communication
ZHU Zhen-kun
（College of Information and Communication Engineering，Hubei University of Economics，Wuhan 430000，China）Abstract ：The innovation of transmission media often leads to the wave of innovation of new communication technology. Since visible light has been tried as an information transmission medium ，Visible Light Communication （VLC ） has rapidly become a hot research topic in the field of wireless communication technology in a few years.Visible light communication inherits the advantages of fast response speed ，no electromagnetic interference and high reliability of LED ，and achieves wireless communication while illuminating.Based on this ，the structure and characteristics of visible light communication are introduced systematically.The application prospects of visible light communication are emphasized.Some key technologies of visible light communication and the development challenges of visible light communication in the future are analyzed and discussed.
Key words ：visible light communication ；white LED ；uplink
0 引 言
受益于半导体技术的高速发展和LED 照明的广泛应用，VLC 使用LED 作为可见光光源，拥有LED 反应速度快、不受电磁干扰及可靠性高等优点，在照明的同时实现了无线通信[1]。从一百多年前贝尔提出photophone 起，经过各类激光器与LED 的逐步发明与应用，VLC 的概念在21世纪初被正式提出，并很快成为了欧、美、日等国家角逐通信技术的前沿阵地，国内以中国科学技术大学为代表的高校和研究机构在VLC 理论与实验方面取得了诸多突出成果。但是，VLC 现阶段还未趋于成熟，在生活与工业中的推广应用尚有许多技术难点需要解决。
1 基本结构及其特点
无线通信系统逻辑上一般都由下行链路（downlink ） 和上行链路（uplink ）两部分组成，VLC 作为无线通信的一种也同样如此。以典型的室内可见光通信系统为例，VLC 基本结构如下。1.1 下行链路
下行链路由LED 光源、光电检测器（PD ）及信号处理单元组成。其中，LED 光源与信号处理单元组合可发射调制可见光，构成发射部分；PD 与信号处理单元接收发射光并转换处理获得原始信息，构成接收部分。由于两部分间存在多条光路径，每种路径上从发
射到接收耗时不同，因而存在码间干扰（ISI ）。1.2 上行链路
相较于下行链路，uplink 的LED 光源发射面积和发射角要小得多，同时uplink 的PD 安装在吊顶上，用来接收用户光信号。除去上述区别外，uplink 和downlink 的组成结构基本相同。
实际使用的可见光网络是由全双工VLC 系统组成的网络，全双工VLC 系统通过在通信双方对称配置上述uplink 和downlink 实现双向同时工作。由于VLC 系统中LED 光源高速调制，人眼察觉不到灯光的明暗交错，因而其通信功能对LED 照明没有影响。VLC 系统一般设计采用强度调制直接检测（IM-DD ），这种方式的特征在于Optical receiver 所接收到的光信号来自多个光源，即使部分光路径被遮挡仍旧可以实现通信，大大提高了系统可靠性。
VLC 由于光源的特殊性，表现出许多优于传统光通信（Optical Communication ）和射频通信（RF Communication ）的特点。第一，不受许可证限制。可见光不在无线电频谱管制范围内，因而不受许可证限制。第二，安全性。可见光对人基本没有伤害，将照明使用的可见光作为通信介质安全性极高。第三，保密性。在封闭空间内，可见光无法穿越砖墙，因而外界无法获取通信内容，可以有效防止信息外泄。第四，不会产生电磁干扰。这一点对于飞机和医院极为重要，因为这些场合对于电磁干扰有着严格限制。此外，可见光资源丰富、发射功率高等均为VLC 优势。然而，由于VLC 通信路径损失较大，性能受温度影响较明显，因而目前无法取代RF Communication 。因此，如何克服这些劣势成为了VLC 研究的热门课题。
收稿日期：2018-11-14
作者简介：朱振坤（1997-），男，湖北黄冈人，本科，主要研究方向为电子信息工程。
基于可见光通信的几种室内定位方法
Indoor Positioning MethodsBased on Visible Light Communication Wang Yuqi1,2, Gong Yingkui1, Shi Zhengfa1,2, Li Yankun1, Zhang Ye1 1.Academy of OPTO-Electronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing,China,100094 2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing,China,100049 1.wangyuqi12@https://www.sodocs.net/doc/824330163.html,, 2.ykgong@https://www.sodocs.net/doc/824330163.html, Abstract:As a new technology, the visible light communication using LED lights as the access points has many advantages such as without electromagnetic radiation, high bandwidth, high rate, etc.Itprovides a new possibility for indoor navigation and positioning. According to the current research progress and status, five kinds of positioning technologiesbased on visible light communication are analyzedand compared, then a new methodis proposed which combining visible light communication withphotogrammetry. Finally, the future of indoor positioning based on visible light communicationand its application is expounded. Keywords:LED; visible light communication; indoor positioning; photogrammetry 基于可见光通信的几种室内定位方法 王语琪1,2，巩应奎1，史政法1,2，李延坤1，张烨1 1．中国科学院光电研究院，北京，中国，100094 2．中国科学院大学，北京，中国，100049 1.wangyuqi12@https://www.sodocs.net/doc/824330163.html,, 2.ykgong@https://www.sodocs.net/doc/824330163.html, 【摘要】可见光通信作为一种新兴技术，具有无电磁辐射、高带宽、高速率等多种优点，其利用LED 灯为接入点，为室内定位技术提供了新的可能。本文综合国内外研究现状，对基于可见光通信的五种 定位技术进行分析和比较，并提出一种可见光通信与摄影测量结合的方法。最后对基于可见光通信的 室内定位技术的未来发展和应用前景进行展望。 【关键词】LED；可见光通信；室内定位；摄影测量 及图像传感器定位等技术。本文对以上五种定位技术 进行分析及比较，并提出一种新的可见光通信与摄影 测量相结合的定位方法。 1 引言 随着室内活动的日趋频繁，对于室内定位的需求 日益增多，同时对移动终端平台上基于位置的服务也 提出了更高的要求。GPS作为一种成熟的定位系 统，在户外开阔环境具有良好的用户体验和定位精 度，但由于卫星导航信号穿透建筑物墙壁后，信号 强度大幅度的衰减，加之室内多径现象严重，导致 GPS的定位精度大幅度下降，难以满足用户的室内 定位需求。目前主流的室内定位系统主要依赖红 外、超声波、超宽带、射频识别（无线局域网、 ZigBee）[1]技术等，由于使用的是射频信号，在空 中传播时易受干扰且在同一微波电路、同一方向上 不能使用同一频率，因此飞机、医院等特殊场景下 使用受限。可见光通信技术具有无电磁辐射、高带 宽、高速率、无需额外布设接入点等优点，为室内 定位方法提供了新的可能。 国内外对基于可见光通信的定位技术的研究工作 主要集中在五个方面，包括LED灯身份信息识别定 位 （LED-ID）、到达时间及时间差（TOA/TDOA）定位、 2 定位方案分析及比较 2.1LED-ID定位方法 基于LED-ID定位采用LED灯作为信标，每盏灯都 有一个固定ID。LED灯编码自身ID信息，可采用OOK （二进制启闭键控）的信号调制方式，不断向外发送 信息。定位过程如图1所示，首先控制中心为每盏LED 分配ID以示区别，在移动终端低速行进的过程中，利 用运动模糊及覆盖范围识别LED-ID，最后终端接收 后，根据LED通信信息中的ID信息，查询对应数据 库的三维坐标信息，通过映射的方式来确定终端的位 置。 Figure1LED-ID positioning process 图1LED-ID定位技术思路
可见光通信系统研究
可见光通信系统研究 摘要 目前室内无线通信能满足要求的最好选择就是白光LED。白光LED在提供室内照明的同时，被用作通信光源有望实现室内无线高速数据接入。目前，商品化的大功率白光LED功率已经达到5W，发光效率也已经达到90lm/W，其发光效率（流明效率）已经超过白炽灯，接近荧光灯。白光LED的光效超过100lm/W并达到200lm/W（可以完全取代现有的照明设备）在不久的将来即可实现。因而LED照明光通信技术具有极大的发展前景，已引起人们的广泛关注和研究。论文主要对基于白光LED的室内可见光通信系统进行了研究。 本文在对白光LED用作通信光源时的伏安特性、光谱特性和调制特性等物理特性做深入分析的基础上，重点研究了白光LED照明光源通信系统的组成结构和系统设计，并设计出了白光LED调制和发射电路。给出了一种求LED照明灯室内布局的方法，仿真结果表明，该方法可以较好地解决可见光通信系统的室内LED照明灯的最优布局问题。采用直射式链路形式和光强度调制一直接检测技术，可以实现对白光LED的高速调制，并设计出了用于接收可见光信号和信号解调的光接收电路，完成了白光LED的可见光通信收发实验并给出了实验结果。 绪论 VLC VLC是一种在白光LED技术上发展起来的新兴的无线光通信技术。白光LED具有功耗低、使用寿命长、尺寸小、绿色环保等优点，特别是其响应灵敏度非常高，因此可以用来进行超高速数据通信。与传统的射频通信和FSO相比，VLC具有发射功率高、无电磁干扰、节约能源等优点，在VLC系统中，白光LED具有通信与照明的双重作用，这是因为白光LED的亮度很高，且调制速率非常高，人的眼睛完全感觉不到光的闪烁，因而VLC技术具有极大的发展前景，已引起人们的广泛关注和研究。 与FSO和射频通信相比，VLC主要有一下几个优点： 1 可见光对人体相对安全，无伤害。Vlc系统主要使用室内LED照明灯来传送数据，对人体辐射小。 2 VLC无处不在。几乎生活中的每一处都有照明灯，因此用于通信的照明灯可以安装在任何地方，可以比较方便的传输无线数据。 3 发射功率较高。相比于红外通信，由于红外通信对人的眼睛损伤较大，发射功率需要压制到相当低，系统的性能因此将受到严重的限制。而对于射频通信，其射频信号对人体的损伤又比较大，也需要限制其
电子专业的发展前景
就业去向该专业毕业生具有宽领域工程技术适应性，就业面很广，就业率高，毕业生实践能力强，工作上手快，可以在电子信息类的相关企业中，从事电子产品的生产、经营与技术管理和开发工作。主要面向电子产品与设备的生产企业和经营单位，从事各种电子产品与设备的装配、调试、检测、应用及维修技术工作，还可以到一些企事业单位一些机电设备、通信设备及计算机控制等设备的安全运行及维护管理工作。企业需求由于信息时代的到来，据推测，在相当长的一段时间内，此类人才仍将供不应求。据调查，现阶段对于电子信息工程人才的需要量十分巨大，“电子信息工程”的专业，对缓解当前该类人才的供需矛盾是非常必要的。电子信息工程专业人才已经成为信息社会人才需求的热点。电子信息产业是一项新兴的高科技产业，被称为朝阳产业。根据信息产业部分析，“十五”期间是我国电子信息产业发展的关键时期，预计电子信息产业仍将以高于经济增速两倍左右的速度快速发展，产业前景十分广阔。未来的发展重点是电子信息产品制造业、软件产业和集成电路等产业；新兴通信业务如数据通信、多媒体、互联网、电话信息服务、手机短信等业务也将迅速扩展；值得关注的还有文化科技产业，如网络游戏等。目前，信息技术支持人才需求中排除技术故障、设备和顾客服务、硬件和软件安装以及配置更新和系统操作、监视与维修等四类人才最为短缺。此外，电子商务和互动媒体、数据库开发和软件工程方面的需求量也非常大。未来展望电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在，电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面，像电话交换局里怎么处理各种电话信号，手机是怎样传递我们的声音甚至图像的，我们周围的网络怎样传递数据，甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息工程的应用技术。我们可以通过一些基础知识的学习认识这些东西，并能够应用更先进的技术进行新产品的研究和开发。电子信息工程专业主要是学习基本电路知识，并掌握用计算机等处理信息的方法。首先要有扎实的数学知识，对物理学的要求也很高，并且主要是电学方面；要学习许多电路知识、电子技术、信号与系统、计算机控制原理、通信原理等基本课程。学习电子信息工程自己还要动手设计、连接一些电路并结合计算机进行实验，对动手操作和使用工具的要求也是比较高的。譬如自己连接传感器的电路，用计算机设置小的通信系统，还会参观一些大公司的电子和信息处理设备，理解手机信号、有线电视是如何传输的等，并能有机会在老师指导下参与大的工程设计。学习电子信息工程，要喜欢钻研思考，善于开动脑筋发现问题。随着社会信息化的深入，各行业大都需要电子信息工程专业人才，而且薪金很高。学生毕业后可以从事电子设备和信息系统的设计、应用开发以及技术管理等。比如，做电子工程师，设计开发一些电子、通信器件；做软件工程师，设计开发与硬件相关的各种软件；做项目主管，策划一些大的系统，这对经验、知识要求很高；还可以继续进修成为教师，从事科研工作等。中国IT行业起步至今有十年，很年轻。新鲜的事物、朝阳的产业总是备受注目。正是这个原因，计算机专业迅速成为高校的热门专业，不少同学削尖又再削尖了脑袋往这个象牙塔里的象牙顶钻，或为兴趣，或为谋生掌握一门技能，或为前途更好更快地发展。相比前几年的计算机专业的火爆，近年来对这个专业的选择渐趋于了理性和客观。学生和家长考虑更多的是一种基于更利于个人长远自我发展的出发点。职业方向的选择，想来是更多应届毕业生就业时所想的事情，常看到论坛上不少临近毕业的计算机专业学生发出迷茫、困惑的感叹，不知道是否应该将计算机这条路继续走下去。太多太多关于这个行业的言论，媒体频频爆出的各类关于IT从业者身心受到莫大伤害的大小新闻，IT从业者工作很苦很累，繁琐枯燥的程式、技术心理与现实
计算机毕业论文浅谈数据通信及其应用前景
浅谈数据通信及其应用前景 摘要：本文介绍数据通信的构成原理、交换方式及其适用范围； 数据通信的分类，并展望未来美好的应用前景。主题词数据通信 构成原理适用范围应用前景数据通信是通信技术和计算机技术相 结合而产生的一种新的通信方式。要在崐两地间传输信息必须有 传输信道，根据传输媒体的不同，有有线数据通信与无线崐数据 通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不崐同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。 一、数据通信的构成原理、交换方式及适用范围１．数据通信的 构成原理数据通信的构成原理如框图１所示。图中ＤＴＥ是数据 终端。数据终端有分崐组型终端（ＰＴ）和非分组型终端（ＮＰＴ）两大类。分组型终端有计算机、数崐字传真机、智能用户电 报终端（ＴｅＬｅｔｅｘ）、用户分组装拆设备（ＰＡＤ）崐、 用户分组交换机、专用电话交换机（ＰＡＢＸ）、可视图文接入 设备（ＶＡＰ）崐、局域网（ＬＡＮ）等各种专用终端设备；非 分组型终端有个人计算机终端、可崐视图文终端、用户电报终端 等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终崐端设备 （ＤＣＥ）组成，如果传输信道为模拟信道，ＤＣＥ通常就是调 制解调器崐（ＭＯＤＥＭ），它的作用是进行模拟信号和数字信 号的转换；如果传输信道为崐数字信道，ＤＣＥ的作用是实现信 号码型与电平的转换，以及线路接续控制等。崐传输信道除有模 拟和数字的区分外，还有有线信道与无线信道、专用线路与交换 崐网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接，通信结束 后再拆除；专线连崐接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与 拆线过程。计算机系统中的通信控制崐器用于管理与数据终端相 连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端崐设备输 入的数据。２．数据通信的交换方式通常数据通信有三种交换方
可见光通信 数字通信文献综述
数字通信文献综述： 可见光通信的关键技术 和应用 第1章可见光通信概述
一、背景和概念 光通信的发展最初是从可见光通信开始的，比如旗语以及古代军事上的烽火狼烟都可以看做是可见光通信的最原始形式，但是在现代通信中，由于缺乏实用的光源和高信道衰落，所以在光纤出现后，发展方向迅速转向光纤通信。 本世纪初，随着短路无线通信的兴起和基于固态新型照明的大功率LED的不断发展，人们提出了可见光通信（Visible Light Communication，VLC），VLC的理论基础在于通过让LED 通/断切换的足够快以至于人眼无法分辨从而来传输数据。 在足够先进的技术支持下。每种新的LED灯也能以有线方式接入网络，是室内任何设备实现无所不在的无线通信，并且不增加已经拥挤不堪的射频带宽负担，形成了新的短距光无线通信的应用。 白光LED具有功耗低、使用寿命长、尺寸小、绿色环保等优点，特别是其响应灵敏度非常高，因此可以用来进行超高速数据通信。利用这种技术做成的系统能够覆盖灯光达到的范围，接收设备不需要电线连接，与传统的射频通信和FSO相比，VLC具有发射功率高、无电磁干扰、节约能源等优点，在VLC系统中，白光LED具有通信与照明的双重作用，这是因为白光LED的亮度很高，且调制速率非常高，人的眼睛完全感觉不到光的闪烁，因而VLC技术具有极大的发展前景，已引起人们的广泛关注和研究。
二、主要发展过程 2000年，日本庆应大学的Tanaka等人和SONY计算机科学研究所的Haruyama提出利用LED灯作为通信基站进行信息无线传输的室内通信系统。 2002年，Tanaka和Komine等人对LED可见光通信系统展开了具体分析，并于同年正式提出了一套结合电力线载波通信和LED可见光通信的数据传输系统。 2008年，在东京国际电子展上，日本太阳诱电公司向全世界首次现场展出了白光LED的通信系统，当时，它的最大传输距离仅20cm。 2009年，牛津大学的Brien等人利用均衡技术实现了100 Mbit/s的通信速率，并与次年展出了室内可见光通信演示系统，利用16个白光LED通信，完成了4路高清视频实时广播。 2010年，德国 Fraunhofer Henrich Hertz Institute 实验室的科研人员将这一通信速率提高到513 Mbit/s，创造了当时可见光通信速率的世界纪录。当时的可见光通信还不叫LiFi，而是VLC（Visible Light Communication）。 2011年，爱丁堡大学哈拉尔德哈斯教授演示了带有信号处理技术的LED灯泡如何将高清视频传输到电脑上，并将可见光通信命名为LiFi（Light Fidelity）。 2013年，来自英国多所高校的研究者们将LiFi的通信速率刷新到高达10Gb/s。
浅谈可见光通信及其应用
浅谈可见光通信及其应用 如今，无线通信技术已经非常发达，我们已经能够轻松地在生活中的任何地方任何时间通过无线网络接入互联网。随着网络频段资源的枯竭，以及网络干扰，网络泄密问题的日益严峻，能克服上述问题新的网络通信技术应运而生，其中最有发展前景的当属可见光通信技术。 可见光通信技术，是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的一种传输技术。将高速因特网的装置连接在照明装置上，插入电源插头即可使用。与目前使用的无线局域网相比，“可见光通信”系统可利用室内照明设备代替无线LAN局域网基站发射信号，其通信速度可达每秒数十兆至数百兆，未来传输速度还可能超过光纤通信。利用专用的、能够接发信号功能的电脑以及移动信息终端，只要在室内灯光照到的地方，就可以长时间下载和上传数据。该系统还具有安全性高的特点：用窗帘遮住光线，信息就不会外泄至室外。另外，可见光通信建立在照明灯的基础上，不需要额外供电系统，同时减少电磁辐射对人的影响。可见，在家庭应用领域，可见光通信相比现在的无线电波是有很大优势的。 可见光通信还将在一些对电磁信号敏感的领域发挥重要作用。例如，飞机上的通讯需求将可得到满足。目前无线终端发出的射频信号会对飞机的导航和通讯系统造成干扰，容易影响飞行安全，所以飞机上乘客的通信愿望是要被限制的，但是有了可见光通信，只需在飞机上加装一个中央控制器，将接收到的卫星信号输送到乘客座位上的LED阅读灯上，此时的LED阅读灯作为一个网络接入点，接收并发射信息，放置在其下方的笔记本电脑就能接入互联网；再比如医院，高频电磁波类型的无线通信干扰可能会对某些仪器造成损害，特别是在手术中，那
电子行业的发展前景
电子行业的发展前景和发展趋势 随着世界电子信息产业的快速发展，作为电子信息产业基础的电子元器件产业发展也异常迅速。2009第八届国际电子工业展会是电子企业云集的贸易盛会，是行业人士济济一堂的最佳场所。随着世界电子信息产业的快速发展，作为电子信息产业基础的电子元器件产业发展也异常迅速。2005年，世界电子元器件市场需求约3000亿美元，占世界电子产品市场的15％，年均增长率10％左右，而新型电子元器件需求增长最快，约1500亿～1800亿美元。 电子元器件正进入以新型电子元器件为主体的新一代元器件时代，它将基本上取代传统元器件，电子元器件由原来只为适应整机的小型化及其新工艺要求为主的改进，变成以满足数字技术、微电子技术发展所提出的特性要求为主，而且是成套满足的产业化发展阶段。 近年来中国电子工业持续高速增长，带动电子元器件产业的强劲发展。中国已经成为扬声器、铝电解电容器、显像管、印制电路板、半导体分立器件等电子元器件的世界生产基地。 2006年1-12月，中国电子元件制造行业实现累计工业总产值573,108,825千元，比2005年同期增长了31.56%；实现累计产品销售收入558,802,858千元，比2005年同期增长了31.97%；实现累计利润总额28,630,453千元，比2005年同期增长了31.37%。 2007年1-12月，中国电子元件制造行业实现累计工业总产值740,003,762千元，比2006年同期增长了27.09%；2008年1-10月，中国电子元件制造行业实现累计工业总产值731,940,688千元，比2007年同期增长了22.44%。 2008年全球金融市场大动荡，由于消费市场占了元器件市场的70%以上，预计年底的假日消费市场将会十分低迷，并最终导致电子元器件需求下降。尽管如此，元器件市场仍然有一线曙光：供货商们对库存的管理十分严格，因此，库存会持续地下降。在大多数的情况下，供货商们的金融风险是十分有限的，由于他们的资产负债表显示良好，这些供货商们将会渡过这一金融风暴，电器元器件的市场前景依旧是光明的。 随着中国进入全面建设小康社会的历史时期，人们消费水平进入新的升级阶段，社会对电子信息产品需求将大幅度增长，将有力地促进电子信息产业发展，而电子元器件制造业的发展也前景广阔。随着科学技术的飞速发展，电子元器件技术也在不断进步，新型电子元器件层出不穷。新型电子元器件体现了当代和今后电子元器件向高
可见光通信
兰州交通大学本科生课程设计 中文题目:可见光通信技术的应用 英文题目: The Application of The VLC Technology 课程：现代传输技术 学院：电信学院 专业：通信工程 班级：通信1302班 组长：XXX 组员：XXX XXXXXX 指导教师：高丽 完成日期： 2016年7月 7 日 成绩：
目录 目录 摘要 (1) Abstract (1) 1 可见光(VLC)通信技术概述 (2) 1.1 VLC的研究背景 (2) 1.2 VLC的简介 (2) 1.3 VLC的发展现状 (2) 1.4 VLC的特点 (4) 2.传输原理 (5) 2.1概述 (5) 2.2组成 (5) 2.3 信号调制 (5) 2.4 信号解调 (6) 2.5关键技术研究 (7) 2.5.1光源 (7) 2.5.2光源布局 (7) 2.6最佳LED灯个数 (7) 2.7接收机FOV的选择 (8) 2.8不同光路径引起的ISI (8) 3可见光通信应用 (9) 3.1创新应用 (9) 3.2存在问题 (9) 3.3 VCL的基本应用 (10) 3.3.1室内（Indoor）应用 (10) 3.3.2室外（Outdoor）应用 (11) 3.4可见光的应用延伸 (12) 3.4.1实现室内定位导航 (12) 3.4.2 灯光无线 (14) 3.4.3结束乘飞机无通信时代 (14) 结束语 (15) 参考文献 (16)
摘要 用室内照明的白光LED光源作为通信基站进行信息无线传输的技术是当前国外光无线通信领域的研究热点之一，是一项有发展前景的新兴技术。这也将可见光通信技术带到了众人的面前。可见光通信技术是一种新兴的无线光通信技术,随着白光LED的发明及应用,可见光通信技术得到了良好的发展。白光LED不仅可以提供室内照明,而且可以应用到无线光通信系统中满足室内个人网络需求。在照明方面,白光LED的节能、环保等特点被认为终将取代荧光灯、白炽灯等传统照明光源,成为下一代固体照明光源。与此同时,白光LED又具有响应时间短,加之其具有高速调制特性,可以设计出基于白光LED的室内可见光无线通信系统。由此设计出的基于白光LED的室内可见光无线通信系统,与传统的红外和无线电通信相比,具有发射功率高、无电磁干扰和无需申请频谱资源等优点。文章详细介绍了可见光通信技术在国内外的研究现状，分析了其关键技术，阐述了其巨大的优点以及应用领域上的发展趋势。 关键词：可见光通信、技术优势、发展历史、关键技术、应用展望 Abstract It is one of hot spots of optical wireless communication research field in abroad that using whiteLED light source as base station to transmit information through wireless mode currentl y, which is an promisingnew technology. This trend brings the visible light communication int o our attention. Visible light communication technology is an emerging wireless optical communication technology. The visible light communication technology has a good development with the invention and application of LED white light. White LED can not only provide indoor lighting, but also can be applied to wireless optical communication system network to meet the individual needs of the indoor. In the lighting, white LED has energy-saving, environmental protection and other features, that fluorescent, incandescent,In this paper I introduce the current situation of visible light communication by white LEDs at home and abroad in detail, analyze the key techniques and clarify the advantag es and development trend of thesystem. Key Words:visible light communication, advantages, key technologies, developing history, dev elopments
可见光通信技术及其应用
可见光通信技术及其应用 与目前使用的无线局域网（无线LAN）相比，“可见光通信”系统可利用室内照明设备代替无线LAN局域网基站发射信号，其通信速度可达每秒数十兆至数百兆，未来传输速度还可能超过光纤通信。利用专用的、能够接发信号功能的电脑以及移动信息终端，只要在室内灯光照到的地方，就可以长时间下载和上传高清晰画像和动画等数据。该系统还具有安全性高的特点。用窗帘遮住光线，信息就不会外泄至室外，同时使用多台电脑也不会影响通信速度。由于不使用无线电波通信，对电磁信号敏感的医院等部门可以自由使用该系统。 无需WiFi信号，点一盏LED灯就能上网。一种利用屋内可见光传输网络信号的国际前沿通讯技术在实验室成功实现。研究人员将网络信号接入一盏1W的LED灯珠，灯光下的4台电脑即可上网，最高速率可达3.25G，平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯光上网”。可见光通讯被称为Lifi。 无线电信号传输设备存在很多局限性，它们稀有、昂贵、但效率不高，比如手机，全球数百万个基站帮助其增强信号，但大部分能量却消耗在冷却上，效率只有5%。相比之下，全世界使用的灯泡却取之不尽，尤其在国内LED光源正在大规模取代传统白炽灯。只要在任何不起眼的LED灯泡中增加一个微芯片，便可让灯泡变成无线网络发射器。 可见光通讯安全又经济。科研人员不仅在实验室环境中利用可见光传输网络信号，并且实现能够“一拖四”，即点亮一盏小灯，4台电脑即可同时上网、互传网络信号。光和无线电波一样，都属于电磁波的一种，传播网络信号的基本原理是一致的。 给普通的LED灯泡装上微芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，亮了表示1,灭了代表0。由于频率太快，人眼根本觉察不到，光敏传感器却可以接收到这些变化。二进制的数据就被快速编码成灯光信号并进行了有效的传输。灯光下的电脑，通过一套特制的接收装置传输信号。有灯光的地方，就有网络信号。关掉灯，网络全无。与现有WiFi相比，未来的可见光通讯安全又经济。WiFi依赖看不见的无线电波传输，设备功率越来越大，局部电磁辐射势必增强；无线信号穿墙而过，网络信息不安全。这些安全隐患，在可见光通讯中“一扫而光”。而且，光谱比无线电频谱大10000倍，意味着更大的带宽和更高的速度，网络设置又几乎不需要任何新的基础设施。 可见光通信由于具有众多的优点，因此在很多领域具有巨大的应用前景。 （1）照明与通信 白光LED 可以同时被用于照明与通信，因此信息可以在室内环境下进行广播，并 同时满足照明的需求。此外，可见光通信还可以实现手持终端之间的点对点通信，由于发散角较小，因此可以有效地降低传输损耗，实现高速通信。 （2）视觉信号与数据传输
电子信息产业发展现状和趋势-电子信息行业现状及发展趋势
龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/824330163.html, 电子信息产业发展现状和趋势 作者：杨冬立 来源：《电子技术与软件工程》2017年第06期 21世纪以来，我国的经济得到了巨大的发展，人民生活水平有了显著的提高，我国已经 牢牢抓住了第三次科技革命的核心，因此我国的电子信息产业发展空前繁荣，本文就电子信息产业的发展趋势进行了分析，希望能够为相关的技术工作者们提供一定的帮助和支持。 【关键词】电子信息产业发展趋势分析讨论 我国电子信息产业的发展现状势是比较明显的，这主要体现在两个方面，一个是发展比较迅速，另一个就是自主研发能力不断增强。 近些年，电子信息产业已经逐步走进了千家万户，让我们的社会发生了翻天覆地的变化，电子信息产业的发展水平也代表了一个国家的发达水平，只有电子信息产业繁荣，国家才能够变得更加富强。 1 电子信息产业的现行发展状况 所谓电子信息产业，主要就是指研制和生产电子设备的一种产业，是一种新型的军民结合型产业，具有十分现代化和高科技的特点，包括有多种类型的分支行业，例如广播电视设备、通信设备、导航设备、电子计算机设备和电子仪器仪表等等产业，这些产业的应用是比较广泛的，几乎融入到了社会生活的各个层面，我们的生活已经离不开各式各样的电子信息设备了。 我国的电子信息产业经历了一个起步阶段和快速发展阶段，最终到达了现在的繁荣阶段，总体上而言，电子信息技术已经居于了我国各行业的首位，为我国的经济发展做出了巨大的贡献。电子信息与我们的生活是息息相关的，其中一个非常重要的体现就是当今时代的电子产品更新换代比较快，五年前的电子产品可能会很贵，但是五年之后就已经相当便宜了，五年前的设备可能非常先进，但是五年之后就已经比较落后了，甚至是已经被市场所淘汰了。据相关的数据统计，马云曾经一度占据中国首富的位置，其所创设的阿里巴巴是电子信息产业的一个重要代表，这充分说明了我国电子信息产业的发展现状。 其次，我国的自主科技研发能力也在稳步提升，在很长的一段时间之内，我国都曾经过分地依赖外国，不但依赖于从外国进口设备，而且依赖于从外国学习先进的技术和经验，因此，中国被称之为世界上最大的“制造之国”，而不是“创新之国”，富士康是我国的一个知名企业，它以其强大的代工能力和制造能力而闻名全国，虽然它为社会创造了很多的工作岗位，但是并不能够推动我国经济的转型和科学技术的发展。为了实现更好地发展，我国一直在进行着不断的探索，希望能够由“制造大国”逐步转变为“创造大国”，事实上，中国已经取得了相当大的进步，近些年来，我国经济不断发展，综合国力不断增强，自主研发能力也在不断增强，我国的
浅谈数据通信及其应用前景_通信论文
浅谈数据通信及其应用前景_通信论文
数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在崐两地间传输信息必须有传输信道，根据传输媒体的不同，有有线数据通信与无线崐数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不崐同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。 一、数据通信的构成原理、交换方式及适用范围 １．数据通信的构成原理 数据通信的构成原理如框图１所示。图中ＤＴＥ是数据终端。数据终端有分崐组型终端（ＰＴ）和非分组型终端（ＮＰＴ）两大类。分组型终端有计算机、数崐字传真机、智能用户电报终端（ＴｅＬｅｔｅｘ）、用户分组装拆设备（ＰＡＤ）崐、用户分组交换机、专用电话交换机（ＰＡＢＸ）、可视图文接入设备（ＶＡＰ）崐、局域网（ＬＡＮ）等各种专用终端设备；非分组型终端
有个人计算机终端、可崐视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终崐端设备（ＤＣＥ）组成，如果传输信道为模拟信道，ＤＣＥ通常就是调制解调器崐（ＭＯＤＥＭ），它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换；如果传输信道为崐数字信道，ＤＣＥ的作用是实现信号码型与电平的转换，以及线路接续控制等。崐传输信道除有模拟和数字的区分外，还有有线信道与无线信道、专用线路与交换崐网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接，通信结束后再拆除；专线连崐接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制崐器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端崐设备输入的数据。 ２．数据通信的交换方式 通常数据通信有三种交换方式： （１）电路交换
可见光通信研究现状
可见光通信技术研究现状介绍 作为一种新兴的通信技术，LED可见光通信提出的历史不算久远，早在2000年以前，就有研究人员提出利用LED发出的光来进行通信的设想，并付诸实验，实现了一些简单的通信系统[1-6]。在这些设想中，最具代表性的是香港大学的Grantham Pang于1999年提出的实现方案，他们的实验小组搭建并演示了基于可见光LED的音频信号传输系统[3]。这些设想方案提出时，LED照明技术还没有受到重视，对LED可见光通信的关键技术也没有进行深入研究，其影响力有限。 2000年，日本Keio大学M. Nakagawa教授领导的研究团队提出了一种利用白光LED实现室内可见光接入的方案，并针对室内可见光通信信道进行建模仿真和分析计算，实现了10Mbps的室内可见光通信接入方案[8]，正是这一成果被视为可见光通信领域具有影响力的开创性研究，之后，可见光通信技术开始受到世界各地研究人员的重视。 1 国外研究现状 1.1 日本方面 日本方面，在庆应义塾大学(KeioUniversity)的M. Nakagawa研究团队提出LED可见光通信的接入方案后，这种技术在日本国内非常受重视。先后有名古屋大学(Nagoya Univesity)、东京理科大学(Tokyo University of Science)、长冈技术科学大学(Nagaoka University of Technology)、日本电信电话(NTT Cooperation)的科研团队参与研究。在可见光通信的各类应用方面，日本的研究人员做了大量的工作，从局域网高速互连、LED显示器数据下载、智能交通系统、智能灯塔到测量等种类繁多。 2001年，庆应义塾大学的研究人员首先研究了利用交通灯进行可见光通信，并对系统的调制方式、所需的信噪比以及通信速率等特性[9]进行了分析。同年，他们研究了OOK调制技术和OFDM技术在室内可见光通信的应用。研究结果表明：OOK调制方式在较低速率下（如100Mbps以下）非常有效，而在高速率情况下，选择OFDM调制方式性能更佳[10]。之后，他们又进一步提出在道路照明系统中加入可见光通信功能，以减少交通事故的发生，通过用符合照明要求的LED进行实验获得成功[11]。2004年，M. Nakagawa研究团队对LED室内可见光通信系统的可行性进一步分析，对光源进行建模，仿真了在多盏灯照射下室内光照分布、信道冲激响应，并对有无反射情况下的室内信噪比分布、符号间干扰等参数进行了研究。在此基础上，他们还研究了接收端FOV(Field of View)视场角大小对系统速率的影响，并得到结论：当接收端视场角足够小时，可见光通信的
SMT在电子行业的发展概况
SMT在电子行业发展的调查报告 在中国，电子行业未来将呈现如下发展趋势： 第一，电子行业的深度将进一步拓展。目前受限于技术创新和应用水平，发展电子行业仍处于起步阶段。随着这两方面水平的提高以及其它相关技术的发展，电子行业将向纵深挺进，新一代的电子行业将浮出水面，取代目前简单地依托“网站＋电子邮件“的方式。电子行业企业将从网上商店和门户的初级形态，过渡到将企业的核心业务流程、客户关系管理等都延伸到Internet上，使产品和服务更贴近用户需求。互动、实时成为企业信息交流的共同特点，网络成为企业资源计划、客户关系管理及供应链管理的中枢神经。企业将创建、形成新的价值链，把新老上下游利益相关者联合起来，形成更高效的战略联盟，共同谋求更大的利益。 第二，中国电子行业将面临严峻挑战。电子行业是国际贸易发展的必然趋势，随着国际电子行业环境的规范和完善，中国电子行业企业必然走向世界，这也是进一步扩大对外经贸合作和适应经济全球化、提升中国企业国际竞争力的需要。而随着中国加入WTO，国外的电子行业企业也将渗透到国内，对中国电子行业构成严峻挑战。 第三，电子行业将成为下一代电子行业发展主流。中国电子行业进入迅猛发展时期的典型特征是风险资金、网站定位等将从以往的“大而全”模式转向专业细分的行业门户。第一代的电子行业专注于内容，第二代专注于综合性电子行业，而下一代的电子行业将增值内容和商务平台紧密集成，充分发挥Internet 在信息服务方面的优势，使电子行业真正进入实用阶段。 分析电子产业的发展趋势 【电子网】近年来，世界各国纷纷推出了新的电子信息产业发展战略。美国注重各种智能系统和先进通信技术的发展，并在出台的经济刺激计划中重点关注医疗电子和光伏、光电子等新兴信息技术的发展;在欧盟、日本出台的电子信息产业相关发展战略中，还特别将物联网在传统工业中的应用作为未来发展重点。 分析电子产业的发展趋势 IT创新的集成化、融合化特征更显著 一是信息技术越来越表现为技术群的协同发展，例如以集成电路、网络技术为代表的信息技术群带来了通信产业的革命，并已渗透到各个学科和领域。二是技术的综合集成与交叉融合增大了技术研发难度，需要技术、人才、资金等创新要素的集中投入，企业研发投入大，形成专利多，少数大企业通过核心技术创新形成标准或体系结盟，对后进入企业形成壁垒，进而主导产业发展。 跨国公司兼并重组步伐加快 2012年，对电子产业及全球经济下的大部分厂商，将会是充满艰辛与挑战的一年。 欧洲的财务与债务问题正逐渐蔓延，情况丝毫未见改善。有关西班牙和法国借贷成本飙升至10年期新高记录的消息，更为义大利带来诸多问题。临危授命的意大利新任总理Mario MONti表示，意大利当前正
浅论数据通信及其应用前景
浅论数据通信及其应用前景 发表时间：2018-06-19T16:46:08.903Z 来源：《基层建设》2018年第12期作者：汤洪涛方琳琪[导读] 摘要：伴随着社会经济的飞速发展,科技的不断进步,通讯已经成为人们工作和生活必不可少的工具。 杭州东信网络技术有限公司浙江杭州 310052 摘要：伴随着社会经济的飞速发展,科技的不断进步,通讯已经成为人们工作和生活必不可少的工具。然而在我们通讯领域中,数据通信技术就是带领通讯发展的关键技术。本人在从事通讯行业技术工作的这几年工作过程中,通过自己的不断学习和实践,不断的总结和探索,对数据通信的运用有着一些初浅的认识,在这里提出来供同行工作的同事们共同分享。 关键词：数据通信；应用前景；经济发展引言 近年来，数据通信技术在我国各行各业中的应用逐渐扩大，数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。新时期的历史生产管理形式已经逐渐向着自动化、数字化、信息化和智能化的方向发展。因此，可以预测，数据通信技术的发展前景非常广阔。 1、数据通信的概念及交换方式 1.1和数据通信相关的概念 （1）数据、信号、信息的概念。数据:在一般的情况下可以将数据理解为数字化的信息或者是信息形式的数字化,数据从狭义的角度上去理解,是指有一定的数字性质的信息,例如统计数据、气象方面的数据、测量方面的数据、计算机当中和程序的计算数据有一定区别的,但是在数据网络系统当中,数据也可以理解为在网络中进行存储和传输的以二进制数字的编码。信号:简单的来说就是进行信息传输和携带的介质,我们经常使用的电信号、电磁信号、光信号等都是此范畴内的。信息:在概念上是客观的事物之间相互联系的表征现象,能够反应出存在的形式和运行过程。（2）现有的数据通信系统的具体模型。 1.2数据通信的交换方式 数据通信的方式主要分为电路交换、报文交换和分组交换三种:（1）电路交换:这种交换的方式是在两台计算机或者是计算机的终端之间进行相互通信的时候,所采用的物理链路是相同的,并且在通信的过程当中从头到尾都适用此套链路传输信息,过程当中不允许其他的计算机和终端对此电路共享。（2）报文交换:是指在存储器当中进行用户的报文存储,在输出电路空闲的情况下,将报文发到需要接受的交换机或者是终端。报文交换方式对于提高电路的利用率有着很重要的作用。（3）分组交换:这种交换的方式是将用户的报文划分为许多等长的数据块,然后将这些数据块以转发的方式在网络的内部进行传输。 1.3数据通信的构成原理 数据通信的构成原理数据终端有分组型终端和非分组型终端两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端用户分组装拆设备、用户分组交换机、专用电话交换机可视图文接人设备、局域网等各种专用终端设备；非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。 2、通信技术的特征 2.1智能化 所谓智能化，其概念已经开始逐渐向着各行各业甚至是我们生活中看得到的各个方面渗透，甚至是一个小小的角落里也有可能隐藏着某种技术因子。我们现在使用的所有智能的集合，伴着信息技术的发展，技术的研发和创新也在不断地改革，技术含量也变得“深不可测”，对技术开发人员来说越来越复杂，要求也越来越高，那么我们现在经常提到的智能化，也就是智能化系统，随着现代通信技术的迅猛发展，信息化、数字化、网络化等正逐渐想着我们的生活靠近，越来越多的人对通信技术感兴趣，可以说，智能化引领人们走进了“智能生活”。 2.2个人化 从个人角度来看，现代通信能够实现和满足任何人的“随时随地”与人交流联系，即在任何时间任何地点任何人联系，彻底实现可跨国界“零距离”的交流。用户不受限制或是低于限制，可以随意走动或挪动位置地享受通信技术给人们带来的满足感。就算是受到了某种干扰，也可以使用“反干扰”的技术进行调整，操作起来也方便快捷。 2.3综合化 现代通信技术的综合化也叫做数字化。所谓综合就是所有与网络相关的服务的一个集合，其中的业务种类有很多，包括我们最常见的电话或电脑中的语音和视频功能；把所有的相关业务结合起来，就得到了一个综合性的集合，用某种术语解释，就是在把这些业务信息通过数字化处理之后，在全球范围内就比较容易进行大规模的生产和发展。这样一个具体的模式可以方便人们操作处理，在通信领域更加方便、快捷、有效地与达到沟通交流的目的。 3、数据通信的种类划分 计算机和通信互相结合在一起而产生的通信的新方式就是数据通信,它的目的就是为了建立起人与计算机之间、计算机互相之间的通信。种类主要包括数字数据网和无线数据通信两类:(1)数字数据网。能够专门的为用户提供专用的、速度属于中高等级的数字数据的信道就叫做数字数据网,是方便用于自己的计算机通信网络的组织的。当然,数字数据网的用途不仅仅如此。它还可以实现数字语音和信号的传输,数字数据的电路是主要是进行数字的传输,它和模拟线路有着一定的区别。和传统的模拟话路最大的区别就是实现了多路载波的电话电路传输,能够提供给用户点和点之间的对接,一点和多点之间的对接、传输。(2)无线数据通信。通过无线电波进行数据信息的传送的通信方式被称为无线数据通信,这种方式的数据通信是建立在有线数据通信的基础之上的,是移动通信的真正实现。 4、数据通信技术应用分析 4.1 有线数据通信的应用 4.1.1 数字数据电路（DDN）的应用范围有：①可提供一定强度的中高速数据通信业务。例如局域网互联、大中型主机互联、ISP等。 ②为分组交换网提供中继电路。③提供点对点、一点对多的业务。④提供中继帧的业务。同时也扩大了DNN的业务范围。⑤提供语音、图像等通信。⑥提供虚拟专用业务。