大功率白光LED室内可见光通信系统研究.docx

大功率白光LED室内可见光通信系统研究
摘要：
近些年来，可见光通信作为一种新兴技术，受到了广泛的关注。大功率的白光LED作为一种新型的光源，在可见光通信中具有广泛应用前景。本文主要介绍了大功率白光LED室内可见光通信系统的研究现状以及技术难点，并探讨了该系统在实际应用中的潜力与发展方向。
关键词：大功率白光LED、可见光通信、室内通信、技术难点
一、引言
室内有线网络技术和无线网络技术已经相对成熟，但无线电波通信存在着频带资源的瓶颈，尤其是室内环境中的信号传递更加受限。近些年来，可见光通信作为一种新兴技术，被广泛认为是解决室内无线通信的重要手段。
可见光通信是一种利用可见光（即人眼所能感知的波长范围）作为信号传输介质的通信技术。它采用的光源被称为光发射二极管（LED）。与有线网络和无线网络相比，可见光通信的频率资源更加充足，信号传输速率更快，同时也更加安全和环保。
可见光通信技术的出现，使得大功率白光LED在室内通信中广泛应用。本文将针对该领域的研究现状，分析大功率白光LED室内可见光通信系统中存在的技术难点，并探讨该系统在未来的发展方向。
二、研究现状
1、大功率白光LED的发展
LED光效和亮度的提高，以及在室内照明领域的广泛应用，使LED成为了近年来最具有发展潜力的光源之一。由于单台LED发光强度较小，LED技术在室内照明领域中主要采用了多个LED芯片并联的方式来增加光通量。同时，将蓝色LED芯片与黄色荧光粉进行复合，可形成白光LED。白光LED光谱覆盖范围广，能够激发人眼中的视锥细胞，感应到人眼所能感受的全光谱范围。
2、大功率白光LED在可见光通信领域中的应用
大功率白光LED在可见光通信领域中的应用主要是基于白光LED发出的可见光信号来进行通信，并通过接收单元接收信息。这种通信技术是一种可以利用可见光高速传输数据的无线通信技术。这种通信技术不但可以实现高速数据传输，同时也可以保障信息的安全性。
大功率白光LED在可见光通信系统中的基本结构是由高光谱效率的白色LED光源、经过滤波器的光调制器、光学元件、接收器和信号处理单元组成。其中白色LED光源作为光在空间中的传输媒介，能够提供足够的光强度，以满足光通信系统的需求。
三、技术难点及其解决方案
1、光源均匀性
在可见光通信系统中，LED的光源均匀性对光通信系统的性能至关重要。由于白光LED是由多个单色LED经过混合发出的，因此可能会出现颜色不均的情况，影响光通信的可靠性。为了解决这个问题，可以采用光传输时间校准或光谱差校准等方法来提高光源均匀性。
2、光通道的动态和稳定性
可见光通信通信信道十分容易受到室内环境的干扰，比如日光、灯管、反射等。这样，接收到的光会受到干扰而造成误码率的提高。为了降低误码率，可以采用动态和稳定性较强的光学器件，如MEMS（微型机电系统）、散斑片和透镜等，这些器件能够改变光路，并可以实时调整光通道的方向和强度，从而增强光的信号特性。
3、多址接入问题
多址接入控制是可见光通信系统中的一大难点，主要是由于大功率白光LED同时可以用于数据传输和室内照明，但用于数据传输时需要具有时间和频率分布建立的多址接入协议，以避免数据干扰和误码等问题。现阶段，多址接入技术主要利用OFDM（正交频分复用）技术，这种技术能够使多个用户同时传输数据，实现更好的通信效果。
四、发展前景
大功率白光LED室内可见光通信系统是未来的重要发展方向。当前，该技术已经初步实现，然而，为了将其推广到更大范围的应用中，还需要进一步解决技术难点和强化系统的组件。同时，需要加强对该技术的推广和宣传，增加其在室内无线通信中的应用。
结论
本文旨在介绍大功率白光LED室内可见光通信系统的研究现状，探讨这一技术在未来的潜力和发展方向。该系统将会成为未来室内无线通信的重要手段，同时也需要进一步加强对该技术的推广和宣传。未来，该技术在商业化以及工程化方面还需要进一步完善，以更好地实现其在实际应用中的潜力。